Aviação: Linhas de Fluido e Conexões

As linhas de fluido de aeronaves geralmente são feitas de tubos de metal ou mangueiras flexíveis. Tubos de metal (também chamados de linhas de fluido rígido) são usados ​​em aplicações estacionárias e onde são possíveis trechos longos e relativamente retos. Eles são amplamente utilizados em aeronaves para combustível, óleo, refrigerante, oxigênio, instrumentos e linhas hidráulicas. A mangueira flexível é geralmente usada com peças móveis ou onde a mangueira está sujeita a vibrações consideráveis.

Ocasionalmente, pode ser necessário reparar ou substituir as linhas de fluido da aeronave danificadas. Muitas vezes, o reparo pode ser feito simplesmente substituindo a tubulação. No entanto, se as substituições não estiverem disponíveis, as peças necessárias podem ter que ser fabricadas. A tubulação de substituição deve ser do mesmo tamanho e material da tubulação original. Todas as tubulações são submetidas a testes de pressão antes da instalação inicial e são projetadas para suportar várias vezes a pressão normal de operação à qual estão submetidas. Se um tubo estourar ou rachar, geralmente é resultado de vibração excessiva, instalação inadequada ou dano causado por colisão com um objeto. Todas as falhas de tubulação devem ser cuidadosamente estudadas e a causa da falha determinada. 

Linhas de Fluido Rígidas  

Materiais de Tubulação

Cobre 

Nos primórdios da aviação, tubos de cobre eram amplamente utilizados em aplicações de fluidos de aviação. Em aeronaves modernas, a liga de alumínio, aço resistente à corrosão ou tubos de titânio geralmente substituíram os tubos de cobre.  

Tubulação de liga de alumínio 

A tubulação feita de 1100 H14 (1/2-duro) ou 3003 H14 (1/2-duro) é usada para linhas de uso geral de pressão de fluido baixa ou insignificante, como linhas de instrumentos e conduítes de ventilação. A tubulação feita de materiais de liga de alumínio 2024-T3, 5052-O e 6061-T6 é usada em sistemas de uso geral de baixa e média pressão, como sistemas hidráulicos e pneumáticos de 1.000 a 1.500 psi e linhas de combustível e óleo.

Aço 

A tubulação de aço resistente à corrosão, seja CRES 304, CRES 321 ou CRES 304-1/8-hard, é usada extensivamente em sistemas hidráulicos de alta pressão (3.000 psi ou mais) para a operação do trem de pouso, flaps, freios, e em zonas de incêndio. Sua maior resistência à tração permite o uso de tubos com paredes mais finas; consequentemente, o peso final da instalação não é muito maior do que o da tubulação de liga de alumínio de parede mais espessa. Linhas de aço são usadas onde há risco de danos por objetos estranhos (FOD) (ou seja, as áreas do trem de pouso e dos poços das rodas). Conexões Swaged ou MS Flareless são usadas com tubos resistentes à corrosão. Embora as marcas de identificação para tubos de aço sejam diferentes, cada uma geralmente inclui o nome ou marca comercial do fabricante, o número da Society of Automotive Engineers (SAE) e a condição física do metal.  

Titânio 3AL–2,5V 

Tubos e conexões de titânio 3AL–2,5V são usados ​​extensivamente na categoria de transporte e sistemas hidráulicos de aeronaves de alto desempenho para pressões acima de 1.500 psi. O titânio é 30% mais forte que o aço e 50% mais leve que o aço. Conexões Cryofit ou conexões estampadas são usadas com tubos de titânio. Não use tubos e conexões de titânio em nenhum conjunto de sistema de oxigênio. Titânio e ligas de titânio são reativas ao oxigênio. Se uma superfície de titânio recém-formada for exposta em oxigênio gasoso, a combustão espontânea pode ocorrer em baixas pressões. 

Identificação do Material 

Antes de fazer reparos em qualquer tubulação da aeronave, é importante fazer uma identificação precisa dos materiais da tubulação. Tubos de liga de alumínio, aço ou titânio podem ser facilmente identificados à vista onde são usados ​​como o material básico do tubo. No entanto, é difícil determinar se um material é aço carbono ou aço inoxidável, ou se é liga de alumínio 1100, 3003, 5052-O, 6061-T6 ou 2024-T3. Para identificar positivamente o material usado na instalação original, compare as marcações de código da tubulação de substituição com as marcações originais na tubulação que está sendo substituída.

Em tubos grandes de liga de alumínio, a designação da liga é estampada na superfície. Em pequenos tubos de alumínio, a designação pode ser estampada na superfície; mas mais frequentemente é mostrado por um código de cores, não mais que 4" de largura, pintado nas duas extremidades e aproximadamente a meio caminho entre as extremidades de alguns tubos. Quando a faixa consiste em duas cores, metade da largura é usada para cada cor .

Se as marcações do código forem difíceis ou impossíveis de ler, pode ser necessário testar amostras do material quanto à dureza por meio de testes de dureza.

Tamanhos 

A tubulação de metal é dimensionada pelo diâmetro externo (OD), que é medido fracionalmente em dezesseis de polegada. Por exemplo, a tubulação número 6 é 6/16" (ou 3/8") e a tubulação número 8 é 8/16" (ou 1/2") e assim por diante. O diâmetro do tubo está impresso em todos os tubos rígidos. Além de outras classificações ou meios de identificação, os tubos são fabricados em diversas espessuras de parede. Assim, é importante ao instalar tubos conhecer não apenas o material e o diâmetro externo, mas também a espessura da parede. A espessura da parede é impressa na tubulação em milésimos de polegada. Para determinar o diâmetro interno (ID) do tubo, subtraia duas vezes a espessura da parede do diâmetro externo. Por exemplo, um tubo número 10 com uma espessura de parede de 0,063" tem um diâmetro interno de 0,625" – 2(0,063") = 0,499". 

Fabricação de Linhas de Tubos Metálicos 

A tubulação danificada e as linhas de fluido devem ser reparadas com peças novas sempre que possível. Infelizmente, às vezes a substituição é impraticável e o reparo é necessário. Arranhões, abrasões ou pequenas corrosão na parte externa das linhas de fluido podem ser considerados insignificantes e podem ser suavizados com uma ferramenta de polimento ou lã de alumínio. As limitações na quantidade de danos que podem ser reparados dessa maneira são discutidas neste capítulo em “Inspeção e reparo de tubos rígidos”. Se um conjunto de linha de fluido for substituído, as conexões geralmente podem ser recuperadas; então o reparo envolve apenas a formação e substituição do tubo.

A formação de tubos consiste em quatro processos: corte, dobra, alargamento e beading. Se a tubulação for pequena e feita de material macio, o conjunto pode ser formado dobrando-se manualmente durante a instalação. Se o tubo tiver 1/4" de diâmetro ou maior, dobrar manualmente sem o auxílio de ferramentas é impraticável.

Identificação da linha de fluido 

As linhas de fluido em aeronaves são frequentemente identificadas por marcadores compostos de códigos de cores, palavras e símbolos geométricos. Esses marcadores identificam a função, o conteúdo e o risco principal de cada linha. A figura ilustra os vários códigos de cores e símbolos usados ​​para designar o tipo de sistema e seu conteúdo.  

As linhas de fluido são marcadas, na maioria dos casos, com fita adesiva de 1" ou decalques. Em linhas de 4" de diâmetro (ou maiores), linhas em ambiente oleoso, linhas quentes e em algumas linhas frias, etiquetas de aço podem ser usadas no lugar da fita ou decalques. A tinta é usada em linhas nos compartimentos do motor onde há a possibilidade de fitas, decalques ou etiquetas serem desenhadas no sistema de admissão do motor. 

Além das marcações mencionadas acima, certas linhas podem ser identificadas com relação à função específica dentro de um sistema (por exemplo, drenagem, ventilação, pressão ou retorno). As linhas de transporte de combustível podem ser marcadas com FLAM; linhas contendo materiais tóxicos são marcadas como TÓXICO no lugar de FLAM. As linhas que contêm materiais fisicamente perigosos, como oxigênio, nitrogênio ou FreonTM, podem ser marcadas com PHDAN.

Os fabricantes de aeronaves e motores são responsáveis ​​pela instalação original dos marcadores de identificação, mas o mecânico de aviação é responsável pela substituição quando necessário. Fitas e decalques são geralmente colocados em ambas as extremidades de uma linha e pelo menos uma vez em cada compartimento através do qual as linhas passam. Além disso, marcadores de identificação são colocados imediatamente adjacentes a cada válvula, regulador, filtro ou outros acessórios dentro de uma linha. Onde tinta ou etiquetas são usadas, os requisitos de localização são os mesmos para fitas e decalques.

Linhas de fluido de mangueira flexível 

A mangueira flexível é usada em sistemas de fluido de aeronaves para conectar peças móveis com peças estacionárias em locais sujeitos a vibração ou onde é necessária uma grande flexibilidade. Também pode servir como conector em sistemas de tubos metálicos.  

Materiais e construção da mangueira 

A borracha pura nunca é usada na construção de linhas de fluido flexíveis. Para atender aos requisitos de resistência, durabilidade e trabalhabilidade, entre outros fatores, são utilizados sintéticos no lugar da borracha pura. Os materiais sintéticos mais usados ​​na fabricação de mangueiras flexíveis são Buna-N, neoprene, butil, borracha de etileno propileno dieno (EPDM) e Teflon™. Enquanto o Teflon™ está em uma categoria própria, os outros são de borracha sintética.  

Oi 

Buna-N é um composto de borracha sintética que possui excelente resistência a derivados de petróleo. Não confunda com Buna-S. Não use para fluido hidráulico à base de éster de fosfato (Skydrol™).  

Neoprene 

O neoprene é um composto de borracha sintética que possui uma base de acetileno. Sua resistência a derivados de petróleo não é tão boa quanto a do Buna-N, mas tem melhor resistência à abrasão. Não use para fluido hidráulico à base de éster de fosfato (Skydrol™). 

Butilo 

Butil é um composto de borracha sintética feito de matérias-primas de petróleo. É um excelente material para uso com fluido hidráulico à base de éster de fosfato (Skydrol™). Não use com produtos petrolíferos.  

A mangueira de borracha flexível consiste em um tubo interno de borracha sintética sem costura coberto com camadas de trança de algodão e trança de arame e uma camada externa de trança de algodão impregnada de borracha. Este tipo de mangueira é adequado para uso em sistemas de combustível, óleo, refrigerante e hidráulico. Os tipos de mangueiras são normalmente classificados pela quantidade de pressão que são projetados para suportar em condições normais de operação: baixa, média e alta.

• Baixa pressão— abaixo de 250 psi. Reforço de trança de tecido. 

• Pressão média— até 3.000 psi. Um reforço de trança de fio. Tamanhos menores carregam até 3.000 psi. Tamanhos maiores carregam pressão de até 1.500 psi. 

• Alta pressão — todos os tamanhos com pressões operacionais de até 3.000 psi.

Mangueiras flexíveis usadas para sistemas de freio às vezes têm uma trança de fio de aço inoxidável instalada sobre a mangueira para protegê-la contra danos.

Identificação da Mangueira 

Linhas de assentamento e marcações de identificação que consistem em linhas, letras e números são impressas na mangueira. A maioria das mangueiras hidráulicas é marcada para identificar seu tipo, trimestre e ano de fabricação e um código de 5 dígitos identificando o fabricante. Essas marcações estão em letras e numerais de cores contrastantes que indicam a inclinação natural (sem torção) da mangueira e são repetidas em intervalos não superiores a 9 polegadas ao longo do comprimento da mangueira. As marcações de código auxiliam na substituição de uma mangueira por uma das mesmas especificações ou por um substituto recomendado. A mangueira adequada para uso com fluido hidráulico à base de éster de fosfato é marcada como Skydrol™. Em alguns casos, vários tipos de mangueira podem ser adequados para o mesmo uso. Portanto, para fazer a seleção correta da mangueira, sempre consulte o manual de peças ou manutenção da aeronave aplicável. 

Teflon™ é o nome comercial da DuPont para a resina de tetrafluoroetileno. Tem uma ampla faixa de temperatura de operação (-65 °F a +450 °F). É compatível com quase todas as substâncias ou agentes usados. Oferece pouca resistência ao fluxo; materiais pegajosos e viscosos não aderem a ele. Tem menos expansão volumétrica que a borracha, e a vida útil e de prateleira é praticamente ilimitada. A mangueira de Teflon™ é flexível e projetada para atender aos requisitos de temperaturas e pressões operacionais mais altas nos atuais sistemas de aeronaves. Geralmente, pode ser usado da mesma maneira que a mangueira de borracha. A mangueira de Teflon™ é processada e extrudada em forma de tubo para o tamanho desejado. É coberto com fio de aço inoxidável, que é trançado sobre o tubo para resistência e proteção. A mangueira de Teflon™ não é afetada por nenhum combustível conhecido, petróleo ou óleos básicos sintéticos, álcool, refrigerantes, ou solventes comumente usados ​​em aeronaves. A mangueira de Teflon™ tem as vantagens distintas de um tempo de armazenamento praticamente ilimitado, maior faixa de temperatura operacional e amplo uso (sistemas hidráulicos, de combustível, óleo, refrigerante, água, álcool e pneumáticos). Os conjuntos de mangueiras de Teflon™ de média pressão às vezes são pré-formados para limpar obstruções e fazer conexões usando o menor comprimento possível de mangueira. Como a pré-forma permite curvas mais apertadas que eliminam a necessidade de cotovelos especiais, os conjuntos de mangueiras pré-formadas economizam espaço e peso. Nunca endireite um conjunto de mangueira pré-formado. Use um fio de suporte se a mangueira for removida para manutenção. e sistemas pneumáticos). Os conjuntos de mangueiras de Teflon™ de média pressão às vezes são pré-formados para limpar obstruções e fazer conexões usando o menor comprimento possível de mangueira. Como a pré-forma permite curvas mais apertadas que eliminam a necessidade de cotovelos especiais, os conjuntos de mangueiras pré-formadas economizam espaço e peso. Nunca endireite um conjunto de mangueira pré-formado. Use um fio de suporte se a mangueira for removida para manutenção. e sistemas pneumáticos). Os conjuntos de mangueiras de Teflon™ de média pressão às vezes são pré-formados para limpar obstruções e fazer conexões usando o menor comprimento possível de mangueira. Como a pré-forma permite curvas mais apertadas que eliminam a necessidade de cotovelos especiais, os conjuntos de mangueiras pré-formadas economizam espaço e peso. Nunca endireite um conjunto de mangueira pré-formado. Use um fio de suporte se a mangueira for removida para manutenção. 

Inspeção de Mangueira Flexível 

Verifique a mangueira e os conjuntos de mangueira quanto a deterioração em cada período de inspeção. Vazamentos, separação da tampa ou trançado do tubo interno, rachaduras, endurecimento, falta de flexibilidade ou “fluxo frio” excessivo são sinais aparentes de deterioração e motivo para substituição. O termo “fluxo frio” descreve as impressões profundas e permanentes na mangueira produzidas pela pressão das braçadeiras ou suportes da mangueira.   

Quando ocorre falha em uma mangueira flexível equipada com conexões de extremidade estampadas, todo o conjunto deve ser substituído. Obtenha um novo conjunto de mangueira de tamanho e comprimento corretos, completo com conexões de extremidade instaladas de fábrica. Quando ocorre falha na mangueira equipada com terminais reutilizáveis, uma linha de substituição pode ser fabricada com o uso de ferramentas que possam ser necessárias para cumprir as instruções de montagem do fabricante.

Fabricação e Substituição de Mangueira Flexível 

Para fazer um conjunto de mangueira, selecione a mangueira de tamanho adequado e o encaixe final. Conexões de extremidade do tipo MS para mangueira flexível são removíveis e podem ser reutilizadas se forem consideradas úteis. O diâmetro interno da conexão é igual ao diâmetro interno da mangueira à qual ela está conectada.

Designações de tamanho 

A mangueira também é designada por um número de traço de acordo com seu tamanho. O número do traço está gravado na lateral da mangueira e indica o tamanho do tubo com o qual a mangueira é compatível. Não denota diâmetro interno ou externo. Quando o número do traço da mangueira corresponde ao número do traço da tubulação, a mangueira de tamanho adequado está sendo usada.

Conexões de Mangueira 

As mangueiras flexíveis podem ser equipadas com conexões estampadas ou destacáveis, ou podem ser usadas com grânulos e braçadeiras de mangueira. As mangueiras equipadas com conexões estampadas são encomendadas pelo comprimento correto do fabricante e normalmente não podem ser montadas pelo mecânico. Eles são estampados e testados na fábrica e são equipados com acessórios padrão. As conexões destacáveis ​​utilizadas nas mangueiras flexíveis podem ser desmontadas e reutilizadas se não estiverem danificadas; caso contrário, novos acessórios devem ser usados.

Abraçadeiras 

Para garantir a vedação adequada das conexões da mangueira e evitar quebrar as braçadeiras da mangueira ou danificá-la, siga cuidadosamente as instruções de aperto da braçadeira da mangueira. Quando disponível, use a chave limitadora de torque da braçadeira da mangueira. Essas chaves estão disponíveis em calibrações de limites de 15 e 25 pol-lb. Na ausência de chaves limitadoras de torque, siga o método de aperto com os dedos mais voltas. Devido às variações no design da braçadeira da mangueira e na estrutura da mangueira, os valores indicados na Figura são aproximados. Portanto, use o bom senso ao apertar as braçadeiras da mangueira por este método. Como as conexões das mangueiras estão sujeitas a “fluxo frio” ou a um processo de ajuste, uma verificação de aperto posterior deve ser feita por vários dias após a instalação.