Las tuberías flexibles se emplean en los sis­temas del avión con el mismo fin que las rígidas metálicas.

Sin embargo existe una diferencia fun­damental, y es la flexibilidad que tiene la con­ducción tipo manguera si se compara con la  tubería metálica rígida.

Dada su naturaleza, las tuberías flexibles se emplean en las zonas donde existe movimiento relativo entre los equipos o elementos del circuito, bien por desplazamientos mecánicos (articulaciones, bisa­gras), bien por desplazamientos ocasionados por las condiciones de trabajo.

Se debe distinguir entre manguera y tubería fle­xible.

Normalmente, el repuesto que recibe el taller para sistemas de alta presión es de tubería completa, es decir, una pieza con todos los accesorios de unión ya colocados en los terminales.

Sin embargo, con fines económicos, algunos manuales de aeronaves de presta­ciones moderadas permiten reciclar los accesorios de empalme, normalmente en líneas de baja presión.

En estos casos solo se sustituye la manguera flexible.

El recambio de los racores de unión impone el montaje local de los accesorios.

Ciertos detalles sobre este asunto se darán más ade­lante, pero estudiemos en este momento la materia prima de estos componentes, a partir de los materiales elastómeros.

 

Materiales para Tuberías Flexibles.

 

Las tuberías flexibles, las juntas de estanqueidad, y otros elementos de los sistemas que conducen fluidos a presión se fabrican con materiales sintéticos.

Los primeros elastómeros sintéticos que se emplea­ron en tubería flexible se conocen con el nombre Buna, que se deriva de la palabra butadieno y natrium, que son los elementos principales de obtención.

El natrium no es un elemento extraño;

Se trata del antiguo nombre que recibía el sodio.

 

Los materiales para fabricación de tubería flexible son los siguientes:

Buna-N

Son tubos de goma que tienen entretejidas una o varias capas de trenzado de alambre de acero inoxida­ble.

El trenzado de alambre cumple dos funciones:

1 . En primer lugar, contribuye al mantenimiento de la forma y dimensiones de la tubería, cuando esta se somete a alta presión de servicio.

2. Disminuye las posibilidades del estallido o reventón de la tubería.

La manguera de trenzado simple (con hilado de alambre) corresponde a la especificación MIL-H-8794.

Solo puede acoplarse en sistemas de alta presión si el diámetro de la tubería es pequeño, de 1/4 de pulgada y menor (equivalente a 6,35 mm y menores).

Para una determinada presión, a medida que aumenta el diáme­tro de la tubería disminuye el esfuerzo en el materia.

Pero aumenta la carga total que soporta el tubo pues la superficie sobre la que actúa la presión es mayor.

De esta forma, los fabricantes de mangueras recomiendan no sobrepasar la presión de 1.500 psi (105,4 kg/cm2) con diámetros mayores de 25,4 mm (1 pulgada).

La manguera de trenzado múltiple corresponde a la especificación MIL-H-8788.

Se encuentra en el merca­do con diámetros más bien pequeños, pero normal­mente el avión no necesita mangueras de alta presión de mayor diámetro; la razón, entre otras, hay que bus­carla en que el empleo de presiones altas tiene por objeto reducir el peso de los componentes del sistema de presión todo lo posible, también el diámetro de la tubería.

Buna-N no se utiliza en sistemas hidráulicos con líquido Skydrol.

 

Neopreno

 

La tubería de neopreno mejora las características de resistencia a la abrasión del Buna-N, pero con algo de menor resistencia a los líquidos minerales.

 

Grupo tetrafluoretileno

 

Este tipo da lugar a tma manguera conocida por o de Teflón.

«Teflon» es una marca registrada de la compañía Du Pont.

Esta manguera responde a la Norma MIL-H-27267.

La tubería de TFE aporta varias mejoras significati­vas respecto a los materiales anteriores, son estas:

a. TFE es material que no tiene limitación práctica de vida útil para el servicio.

Es decir, no presenta el fenómeno de envejecimiento al que están some­tidos otros cauchos, un tema que se estudia en el próximo apartado.

Se trata, pues, de una situación ventajosa en relación con el envejecimiento natu­ral de las gomas naturales y sintéticas.

b. Su campo de servicio térmico es más amplio (de -53,8 a 232 °C) de tal manera que no existen impedimentos para colocarlas en los comparti­mentos de los motores y en otras zonas donde la temperatura ambiente es relativamente alta.

c. Una característica aparente de la manguera TFE es que la pared interna del tubo es muy lisa;

Da la impresión de estar encerada.

d. Se puede emplear para todo tipo de productos, hidráulicos, refrigerantes, antihielo, etc.

e. Se puede fabricar con curvas ajustadas de manera que muchas veces hace innecesario el empleo de codos.

Si la manguera viene así, con curva, y es necesario quitarla por mantenimiento, se debe mantener curvada, en ningún caso enderezada.

Para mantenerla curvada es normal enlazar con cable o hilo los terminales.

Dos observaciones más:

Es obligado emplear la especificación de mangue­ra que citan los fabricantes de las aeronaves.

Este es un punto que repetimos continuamente.

El fabricante de la aeronave es quien conoce las con­diciones de servicio del material.

Por ejemplo, una cosa es que una manguera soporte tal presión,  y otra muy distinta es conocer los impulsos de presión que pueden producirse en un momento determinado durante la impulsión de la bomba.

Estos detalles son controlados por el fabri­cante, que ha hecho los estudios y ensayos nece­sarios para determinar el material oportuno.

Las mangueras de TFE, lo hemos visto, poseen buenas propiedades como material para tubería flexible, pero precisan de mayores cuidados de montaje y desmontaje.

Se dañan con facilidad.

 

Orientaciones sobre otros Materiales

Otros materiales que pueden estar presentes en el campo de las tuberías flexibles son los siguientes:

 

Cauchos de cloropeno y de acetato de vinilo

 

Principal virtud: resistencia al medio ambiente y por ello se dice que son resistentes a la intemperie.

Sin embargo, como regla general, tienen baja resistencia a los hidrocarburos, en particular a los combustibles y fluidos petrolíferos de bajo y medio Índice de Anilina.

Por tanto, en esta escena su empleo no es apropiado.

El Índice de Anilina de un fluido (tal como el líquido hidráulico) señala la acción disolvente que ejerce sobre el material natural o sintético que está presente en el sistema (mangueras y juntas).

Así, un líquido con Índice de Anilina superior al especi­ficado para el producto ocasiona los efectos siguientes:

• Hinchamiento y pérdida subsiguiente de la geometría de adjunta.
• Dilución, ablandamiento, o disgregación del material.

Por el contrario, un líquido con Índice de Anilina inferior al especificado para el sistema que transporta el fluido tam­poco es favorable:

Endurece y disminuye la elasticidad del material.

 

Cauchos de Etileno-Propileno

 

Excelentes para resistir la acción de los fluidos sinté­ ticos, en concreto, para el empleo con líquido hidráuli­co Skydrol.

Son los únicos elastómeros de los que puede decirse que presentan resistencia a los fluidos sintéticos modernos.

 

Clasificación de las Tuberías Flexibles

 

Se clasifican en tres grupos según la presión de servicio.

Para presión baja es manguera Tipo C, para media manguera Tipo B, y para alta presión (Tipo A).

• Baja presión: hasta 300 psi (21,08 kg/cm2, 2,07 MPa.)
• Media presión: hasta 3.000 psi las de menor tamaño, o 1.500 psi las de mayor diámetro.

Tienen refuerzo con trenzado de acero inoxidable.
• Alta presión: todos los tamaños: 2 3 psi.

 

 

Características de elasticidad de las Tuberías Flexibles

 

 

Se definen en unidades de dureza Shore.

La aeronave con sistemas hidráulicos de alta presión requieren juntas y sellos con material de dureza Shore alta.

Esto se exige con el fin de taponar efectivamente todas las pequeñas oquedades que, a estas presiones, pueden conducir a un derrame o fuga del líquido hidráulico.

Si la presión de servicio es más baja, tam­bién es posible disminuir los requisitos de elasticidad, porque la obturación de las ranuras es más fácil.

La dureza Shore de las tuberías y juntas empleadas en aviación se sitúan entre 50 y 90 unidades Shore.

 

Envejecimiento de las mangueras y tuberías flexibles

 

Las mangueras y tuberías flexibles de caucho sintético, además del natural, experimentan un proceso de envejecimiento que se manifiesta en la pérdida o disminución de sus características de resistencia y de elasticidad.

Por esta razón los talleres de mantenimien­to llevan un control de lo que se conoce como «tiempo de vida de la tubería».

La expiración del tiempo de vida determina el momento de cambio de la tubería en vista de que conducen fluidos a alta presión, y no retienen las carac­terísticas de elasticidad y de resistencia originales.

Los manuales técnicos señalan los tiempos de vida límites admisibles.

No obstante, hay veces que dejan estos criterios a las normas administrativas imperantes en un país determinado, o a la experiencia en servicio del propio taller.

Las autoridades reguladoras suelen ser muy estrictas en el control de la edad de estos elementos.

Puesto que en los párrafos que siguen se establecen límites de tiempo de servicio de ciertos elementos con­ viene señalar que se citan aquí a título didáctico.

En cada caso se deben seguir las pautas que señala el Manual apropiado.

Para determinar el tiempo útil de la tubería flexi­ble el primer paso, es definir la fecha a partir de la cual comienza la cuenta del tiempo de vida.

A estos efectos «manguera» y «tubería flexible» son dos elementos distintos y, como tales, tienen fechas  de la tubería (esto es, con los terminales ya aco­plados).

Estas fechas pueden ser iguales o distintas, con la fecha de tubería siempre posterior, o en su caso igual, a la de la manguera.

Fecha de manguera

 

Es la fecha de polimerización del material, es decir, a fecha en que los compuestos químicos que componen la goma sintética se sometieron a un proceso químico de prensado y de calentamiento, que dio como resulta­ do el producto sintético en forma de tubo.

El fabricante imprime esta fecha en la manguera, de acuerdo con estas reglas:

a. En primer lugar, imprime un número, del 1 al 4, que señala el trimestre de fabricación (1 = primer trimestre; 2 = segundo trimestre, etc.)

b. La letra Q, inicial de la palabra inglesa Quarter, que quiere decir trimestre.

El empleo de la letra Q es prácticamente universal.

c. Las dos últimas cifras del año.

Por ejemplo, 3Q11 es una manguera fabricada en el tercer trimestre de 2011.

La edad de la manguera se determina a partir de esta fecha, bien entendido que a veces se produce confusión en el momento de determinar la edad.

El tri­mestre de fabricación de la manguera no se cuenta a la hora de determinar la edad.

Es un acuerdo general de los fabricantes y que han dado por bueno las autorida­des aeronáuticas que se ocupan del control de las aero­naves.

Así, pues, el envejecimiento empieza a contar a partir del último día del trimestre de fabricación de la manguera.

Por ejemplo supongamos que una mangue­ra tiene marcada la fecha 1Q10.

De acuerdo con lo dicho, la manguera cumplirá un año el primer día de 2Q11.

 

Fecha de la tubería flexible

 

Se llama fecha de la tubería flexible aquella en la 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, inicial de la palabra inglesa assembly.

Por ejemplo, la fechaA4Ql2 identifica a una tubería , flexible que se montó durante el cuarto trimestre de 2012..

¿Por qué controlar la fecha de montaje?

El gra­pado de los racores de conexión de los extremos de la manguera produce esfuerzos importantes en el material.

Esto justifica que el control de la fecha se efectúe desde el momento en que el caucho se ha sometido a fuerte deformación mecánica.

La fecha de la manguera se imprime en la superficie y la fecha de la tubería se estampa es una anilla de alu­minio, u otro material no magnético.

Si no lleva anilla, información estará en los racores de conexión.

Téngase en cuenta que, además de la fecha de la tubería, el fabricante imprime información adicional, como especificación de fabricación, claves para tem­peratura y presión máximas del fluido que circula por línea, número de pieza, etc., incluso si se ha sometí­do a ciertas pruebas o ensayos.

Por ejemplo, el símbo­ PT indica que la tubería se ha sometido a prueba de
presión.

Tiempos de vida

Hay mangueras, como las fabricadas en teflón, que no tienen señalado tiempo de vida o de envejeci­miento. Resisten, tal cuales, el paso del tiempo.

El término tiempo de vida se aplica a las mangueras siguientes:

a. Mangueras de baja presión, conforme a la especi­ficación MIL-H-5593 o equivalentes.

Es una con­ducción flexible para líneas de baja presión, ejem­plo líneas neumáticas.

b. Manguera de media presión, conforme a la especi­ficación MIL-H-8794, o equivalentes.

Es una manguera que se emplea en líneas neumáticas, hidráulicas, en líneas de combustible y de aceite.

En general, para conducción de productos de base mineral.

c. Manguera de alta presión, conforme a la especifi­cación MIL-H-8788 o equivalentes.

Son mangue­ras que se emplean en líneas neumáticas e hidráu­licas de alta presión.

d. Manguera tipo Aeroquip 601, y similares, de media presión, pero instaladas en zonas de tempe­ratura ambiente relativamente alta, o para líneas sumergidas.

Para todas las indicadas, el control de la vida útil se divide en dos tramos:

• Tiempo de almacenaje.
• Tiempo de empleo en el avión.

El tiempo de almacenaje es, como máximo, de 1O años desde la fecha de polimerización.

Es una regla general, pero téngase presente la advertencia anterior, pues el fabricante del avión o el Regulador pueden señalar tiempos que se desvían de esta regla general.

Incluso pueden señalar requisitos adicionales.

Un ejemplo de la última situación son las normas que exi­gen efectuar diversas pruebas antes de la instalación en los casos donde la tubería tiene antigüedad superior a dos años.

Son pruebas de presión estabilizada a valores superiores a los nominales, pruebas de pulsos de pre­sión (donde se alcanzan picos de presión muy altos), o ensayos de cambio de presión de forma cíclica, etc.

El tiempo máximo de empleo en el avión, tanto de la tubería como de la manguera embridada es de 1O años, contados a partir de la fecha de polimerización.

Efectos:

Las tuberías y mangueras que hayan cumplido los límites de tiempo especificado se consideran inú­tiles a efectos de servicio en vuelo.

Los fabricantes de tunerías dan como buena, por lo común, la venta de manguera a sus clientes (no los preferentes) con tiempo de hasta 3 años de antigüedad.

Por tanto, un Taller puede recibir manguera o tubería con esos 3 años de edad, e incluso más, de manera que restan unos siete años de vida útil en estos casos.

Normalmente, al taller residente en un país donde se fabrica la tubería no le sucede esto (porque la devuelve y exige otra con menor edad), pero sí le puede ocurrir al pequeño taller extranjero que importa la tubería.

La misma regla -devolverla-.

Si bien los fabricantes de aviones se rigen por nor­mas similares a las que comentamos aquí, en rela­ción con estos productos, es cierto que proceden de forma distinta que los operadores o talleres aeronáuticos cuando se encuentran con mangueras cumplidas de fecha en sus almacenes.

El fabrican­ te del avión, como sabemos, cuenta en su organi­zación con la Junta de Revisión de Materiales, que trata entre otros muchos casos, del material dado de baja por superar los tiempos originales previs­tos.

En ciertos casos concretos, los acuerdos de estos órganos de control pueden decidir que el material pase a condición útil, admitiéndose una extensión determinada de tiempo de servicio, de acuerdo con el proceso de ensayos y pruebas rea­lizados.

 

Unión de Tuberías Flexibles

 

La unión entre tuberías flexibles, o la unión de una tubería flexible con un componente del sistema, se efectúa con racores.

Los tipos de racores son numerosos, y dependen de la aplicación de alta, media o baja presión que posee la conducción en cuestión.

El racor consta de tuerca de unión, manguito y boquilla.

El manguito es una pieza cilíndrica metálica que se enrosca en el interior de la manguera.

La boqui­lla, que se introduce con mandril, penetra progresiva y gradualmente en el caucho con el fin de proporcionar la estanqueidad necesaria del conjunto.

El ajuste que se produce entre la rosca del manguito y la tubería impi­de que el conjunto tenga movimiento axial, una vez que el racor está apretado.

Los racores pueden ser de aleación ligera de alumi­nio o de acero, o de aleación de titanio, de acuerdo con las características de diseño del sistema.

Desde el punto de vista de montaje, los racores de las tuberías flexibles pueden ser fijos o reutilizables.

Los racores fijos se suministran en forma de tubería completa, y el taller no tiene opción de recambio.

Los segundos permiten el reemplazo en tanto se encuentren en buen estado de servicio.

A los efectos de reciclaje, y salvo indicación contra­ria específica en los manuales apropiados, no es admi­sible emplear racores usados en las mangueras Tipo A y Tipo B.

El montaje del racor no es una operación difícil, pero las pruebas finales que hay que realizar requieren nor­malmente de equipos e información especializada que muchas veces supera la capacidad de los talleres aeronáuticos pequeños.

En estos casos, muchas veces es más práctico adquirir la tubería completa y olvidar­se de otros procedimientos.

Montaje de racores

 

Con brevedad, el tema de montaje.

El procedimiento general de montar racores en man­guera nueva tiene cuatro pasos, admitiendo que se ha hecho el aprovisionamiento correcto de material y de los útiles de montaje necesarios.

Los tres primeros pasos son fases sucesivas de montaje, y el cuarto trata de las pruebas e inspección.

El primer paso es cortar la manguera, en la longi­tud exacta al acoplamiento que se va a efectuar.

Hay que sumar la longitud del corte más la distan­cia que cubren los racores.

La longitud de la tubería flexible debe ser, al menos, un 3 % mayor que la distancia entre los puntos de unión de los racores; por tanto, la tubería debe quedar ligeramente «floja», sin tirantez, una vez instalada en sus zócalos de cone­xión.

La manguera provista de uno o de dos trenzados de alambre de acero inoxidable viene forrada con cubierta de caucho sintético.

Si el corte no se efectúa con máquina apropiada, sino que se hace a mano, es aconsejable encintar la tubería, y cortarla así, con objeto de mantener el trenzado en su sitio durante el proceso de corte, de tal manera que su rotura sea lo más uniforme posible.

El segundo paso es colocar el racor.

El conjunto terminal debe ser el apropiado para la manguera en cuestión, y se suministra con un manguito de rosca interna  para agarrarse bien a la manguera, a la tuerca de unión, y a la boquilla.

El procedimiento consiste en colocar el manguito en el tomillo de banco, y roscar uno de los extremos del trozo de manguera en el casquillo, girando a izquierdas, en sentido contrario a las agujas del reloj.

Se sigue roscando hasta que el extremo del tubo tropieza con la faldilla del manguito.

Normalmente, en este punto, el montador desen­rosca la manguera un cuarto de vuelta o así.

Esto se hace con objeto de que exista un cierto espacio para permitir la expansión de la manguera cuando se introduce la boquilla del racor.

En otro caso puede ser más difícil instalar la boquilla.

El tercer paso es colocar la tuerca de unión y la boquilla en la manguera.

Para ello se emplea un mandril en cuyo extremo final hay una contratuerca.

En ella se acopla una llave que permite introducir la boquilla y su tuer­ca de unión en la manguera.

La boquilla y la parte interior de la manguera se lubrican antes con el mismo líquido que va a trans­portar la tubería.

El último paso consiste en efec­tuar la inspección y pruebas necesarias, conforme a lo seña­lado por el fabricante.

 

Proceso de inspección de la tubería montada

 

Tiene las fases siguientes:

a. En primer lugar se comprueba que la tubería está limpia y sin suciedad que pueda ser arrastra­ da luego por el fluido.

b. La prueba de presión consiste en someter la tubería flexible al valor doble de la presión máxima, con el montaje indicado en los gráficos de la derecha.

c. La tubería se drena una vez hecha la prueba, y se tapan los extremos libres.

 

Montaje de la Tubería Flexible en la Aeronave

 

Este montaje sigue el principio fundamental de evitar roces con cualquier parte de la estructura.

El roce continuo puede ocasionar a la larga la rotura o producir fugas de fluido.

En la parte de arriba vemos que la segunda tubería se ha montado muy ajustada a la distancia y, además, la goma está girada.

En los tramos rectos conviene que la longitud de la tubería sea 3 % más larga que la distancia que debe unir.

De este modo se amortiguan vibraciones, se previene de tensiones en los racores por la deformación elástica estructural del avión, y también del encogimiento que sufre el mate­rial elastómero, sometido a esfuerzos, con el tiempo.

En el gráfico inferior se hace un montaje incorrecto en el esquema de la derecha tratando de preservar los mismos racores finales en ambos extremos, pero some­tiendo la tubería a un radio de giro pequeño.

Se deben usar los más apropiados, aunque sean diferentes.

Si hay que sustituir una tubería en el curso de las operaciones de mantenimiento en el avión, se colo­ca la nueva, sin más, en la posición original, de mane­ra que no hay mayores problemas.

No obstante, la documentación técnica puede reflejar a veces condiciones exigibles particulares.

Por ejemplo, una tubería de líquido hidráulico siem­pre debe quedar, a lo largo de toda su ruta, a 1 cm de cualquier conducto de corriente eléctrica, y a 5 cm de las tuberías (flexibles o rígidas) de combustible o de oxígeno.