O guia completo para conexões de alargamento invertido: tipos, tamanhos, instalação e prevenção de vazamentos

Acessórios de alargamento invertidos são um dos sistemas de conexão de tubos mais utilizados em aplicações automotivas, hidráulicas e de transferência de fluidos, mas permanecem pouco compreendidos fora dos círculos profissionais de mecânica e encanamento. Esteja você rastreando um vazamento na linha de freio de um caminhão, especificando acessórios de alargamento invertidos hidráulicos para equipamentos industriais, ou simplesmente tentando entender por que sua conexão de compressão não está vedando corretamente, vale a pena entender completamente os princípios por trás do sistema de conexão de alargamento invertido. Este artigo cobre todos os aspectos práticos das conexões de alargamento invertidas: o que são, sua aparência, como se comparam às conexões de porca de alargamento, como instalá-las corretamente e para que são usadas em toda a gama de indústrias e aplicações onde aparecem.

O que significa flare invertido?

O termo "alargamento invertido" descreve uma preparação específica da extremidade do tubo e geometria de conexão na qual a extremidade de um tubo ou cano é alargada para fora e depois dobrada de volta em direção ao corpo do tubo, criando um alargamento de espessura dupla voltado para dentro do corpo da conexão, em vez de para fora dele. Essa orientação para dentro é a característica definidora que distingue um alargamento invertido de um alargamento padrão (SAE 45 graus) e é a fonte do nome do tipo de conexão e de seu comportamento mecânico distinto.

Para entender o que significa “invertido” neste contexto, é útil primeiro entender como é um flare padrão. Em uma conexão alargada padrão, a extremidade do tubo é expandida para fora em um ângulo de 45 graus, e a porca correspondente da conexão comprime essa extremidade alargada contra a sede cônica do corpo da conexão pelo lado de fora. O material alargado fica voltado para fora, longe do corpo da conexão, e a carga de vedação é aplicada à face externa do alargamento.

Em um alargamento invertido, a extremidade do tubo é primeiro alargada para fora na direção convencional, mas depois é dobrada sobre si mesma de modo que a seção alargada se curve para dentro, em direção ao eixo do corpo do tubo. Isso cria um cordão de parede dupla, arredondado e voltado para fora na extremidade do tubo que assenta dentro do corpo da conexão, em vez de contra a parte externa de um cone de sede. A porca da conexão, quando apertada, puxa firmemente o rebordo alargado invertido para dentro da sede cônica dentro do corpo da conexão, criando uma vedação metal com metal nas superfícies internas de contato.

A geometria do alargamento invertido foi desenvolvida especificamente para atender às limitações dos alargamentos de espessura única em aplicações de alta pressão e com muita vibração. Como a extremidade alargada do tubo é dobrada sobre si mesma, a espessura da parede na superfície de vedação é efetivamente duplicada em comparação com um único alargamento. Este material duplo oferece resistência significativamente maior à trinca por fadiga na raiz do alargamento, que é o ponto de falha mais comum em conexões de tubo de alargamento único sujeitas a vibração, ciclos de pressão e expansão e contração térmica.

O alargamento invertido é padronizado pela SAE J512, que especifica o ângulo incluído de 42 graus do cone do assento usado em corpos de encaixe de alargamento invertido. Este ângulo de cone de 42 graus é um dos principais parâmetros dimensionais que distingue acessórios de alargamento invertidos de outros tipos de alargamento e deve ser combinado corretamente ao selecionar conectores de alargamento invertidos ou adaptadores de flare invertidos para uma aplicação específica. Usar um corpo de conexão com o ângulo de cone errado contra uma extremidade de tubo de alargamento invertida resulta em contato de linha em vez de contato de superfície na vedação, produzindo uma conexão que vaza ou falha sob pressão.

A aplicação mais comum que a maioria das pessoas encontra para acessórios de alargamento invertido são as linhas de freio automotivo. O sistema hidráulico de freio em praticamente todos os veículos fabricados nos Estados Unidos fabricados a partir da década de 1950 usa conexões alargadas invertidas em todo o circuito de linha dura, desde o cilindro mestre até os cilindros das rodas e pinças. Essa prevalência no sistema de freios automotivos não é acidental. A combinação de alta pressão do sistema (até 2.000 psi sob frenagem de pânico), vibração contínua das superfícies da estrada e da operação do motor, e as consequências críticas de segurança de qualquer vazamento tornam a resistência superior à fadiga do alargamento invertido e a vedação confiável de metal com metal a escolha de engenharia correta para esta aplicação.

Além dos freios automotivos, acessórios de alargamento invertido aparecem em linhas de combustível, circuitos hidráulicos de direção hidráulica, linhas de resfriamento de óleo de transmissão e uma ampla gama de sistemas industriais de tubulação hidráulica e pneumática. A família de conexões está disponível em aço, aço inoxidável e acessórios de alargamento invertidos de latão dependendo dos requisitos de compatibilidade de fluidos e resistência à corrosão da aplicação específica.

O princípio mecânico por trás da vedação de alargamento invertido

O mecanismo de vedação de uma conexão flangeada invertida é uma vedação de compressão metal com metal. Quando a porca da conexão é apertada, ela empurra o rebordo alargado invertido axialmente para dentro do assento cônico dentro do corpo da conexão. À medida que o talão assenta progressivamente mais fundo no cone, o metal macio da extremidade do tubo deforma-se ligeiramente para se adaptar à geometria da sede de encaixe mais rígido, criando um contato superficial íntimo entre o tubo e o encaixe em toda a circunferência da sede cônica.

Esta vedação metal-metal possui diversas propriedades importantes. Ele não depende de nenhum elemento de vedação elastomérico, anel de vedação ou material de gaxeta. Isso o torna quimicamente compatível com praticamente qualquer fluido hidráulico, fluido de freio, combustível ou gás pneumático e não se degrada com o tempo devido a problemas de compatibilidade do material de vedação. Também é inerentemente reutilizável dentro de certos limites: uma conexão alargada invertida pode ser desmontada e remontada diversas vezes sem necessariamente exigir a substituição de qualquer componente, desde que a extremidade do tubo e a sede da conexão não tenham sido danificadas durante a remoção.

A limitação da vedação metal-metal é que ela requer geometria precisa tanto na extremidade do tubo quanto na sede da conexão. Qualquer dano, contaminação ou desvio dimensional em qualquer superfície de vedação impedirá o contato íntimo necessário para um desempenho livre de vazamentos. É por isso que a preparação correta do tubo usando a ferramenta de alargamento invertida adequada não é opcional, mas essencial, e é por isso que danos na sede da conexão são uma causa para a substituição da conexão, em vez de tentativa de reparo.

Qual é a aparência de um sinalizador invertido?

Reconhecendo um encaixe de alargamento invertido visualmente é uma habilidade essencial para qualquer pessoa que trabalhe com linhas hidráulicas, sistemas de freio ou tubos de transferência de fluidos. Confundir uma conexão flangeada invertida com outro tipo de conexão e tentar combiná-la com um componente incompatível é uma fonte comum de vazamentos, danos à conexão e falhas nos testes de pressão. A identificação visual de acessórios de alargamento invertidos e extremidades de tubos é simples, uma vez que as principais características geométricas são compreendidas.

A aparência da extremidade do tubo

Um extremidade do tubo de alargamento invertida , visto da extremidade aberta do tubo, apresenta um cordão arredondado e dobrado de material do tubo que cria um anel elevado ao redor do perímetro do tubo. O interior deste cordão é oco, formando uma pequena cavidade anular entre a parede dupla do tubo e o furo original do tubo. Vista de lado, a extremidade do tubo mostra uma curva suave para fora que então volta em direção ao corpo do tubo, criando um perfil que se assemelha a uma borda enrolada em vez de um simples cone.

A principal distinção visual de um alargamento padrão de 45 graus é a natureza duplicada da extremidade do tubo. Um alargamento padrão tem uma única seção cônica alargada que se abre progressivamente para fora da extremidade do tubo em um perfil angular reto. Um alargamento invertido tem um perfil curvo e enrolado que é maior em diâmetro externo do que um único alargamento do mesmo tamanho de tubo, e a seção alargada se curva de volta em direção ao tubo em vez de continuar a abrir para fora.

O diâmetro externo de um cordão de alargamento invertido adequadamente formado é aproximadamente 30 a 40 por cento maior que o diâmetro externo do tubo , dependendo do tamanho do tubo. Esta é uma diretriz útil de identificação de campo quando o material da extremidade do tubo pode ser inspecionado diretamente.

A aparência corporal adequada

Os corpos de conexão de alargamento invertido possuem uma sede interna cônica que recebe o cordão da extremidade do tubo de alargamento invertido. Visto a partir da abertura da porta, o corpo do acessório apresenta uma reentrância cónica que se estreita progressivamente desde a entrada da porta em direcção à passagem interior. O ângulo do cone deste assento é de 42 graus (21 graus de cada lado da linha central da conexão), que é mais raso do que o assento incluído de 90 graus de alguns acessórios de compressão e o assento incluído de 74 graus dos acessórios JIC de 37 graus.

As conexões alargadas invertidas estão disponíveis em uma variedade de configurações de corpo. Conectores retos, cotovelos (45 graus e 90 graus), conexões em T, uniões e conectores de anteparo são todos produzidos em configurações de alargamento invertido. Cada configuração de conexão atende a uma função específica de roteamento ou instalação, mantendo a mesma geometria de vedação da extremidade do tubo em todos os estilos de carroceria. Adaptadores de alargamento invertido também existem para fazer a transição entre o padrão de conexão de tubo de alargamento invertido e outros padrões de montagem, como roscas de tubo NPT, alargamento JIC de 37 graus, ORFS (vedação facial com anel de vedação) e conexões de tubo métrico.

A aparência da noz

O encaixe de alargamento invertido nut é uma porca sextavada com um ressalto interno que se apoia na face posterior do cordão de alargamento invertido. A porca não entra em contato direto com a superfície de vedação do alargamento, mas em vez disso fornece a força de fixação axial que conduz o cordão para dentro da sede do corpo da conexão. As porcas de alargamento invertidas são específicas para o padrão de conexão de tubo de alargamento invertido e não são intercambiáveis ​​com porcas de alargamento SAE de 45 graus ou porcas de alargamento JIC de 37 graus, apesar da aparente semelhança desses componentes quando vistos externamente.

A identificação do tamanho da rosca é o método mais confiável para distinguir entre tipos de porcas quando o corpo da conexão não está disponível para referência. As porcas de conexão alargada invertida SAE J512 usam roscas retas SAE em combinações específicas de tamanho para rosca que diferem das especificações de rosca das conexões alargadas SAE de 45 graus do mesmo tamanho nominal de tubo. Essas diferenças são pequenas o suficiente para que em alguns casos seja possível o rosqueamento cruzado, levando a danos na montagem que podem não ser imediatamente óbvios, mas que impedirão a vedação adequada.

Identificação de Material e Acabamento

As conexões flare invertidas são produzidas em vários materiais, cada um com uma aparência distinta. Acessórios de aço normalmente têm acabamento com revestimento de dicromato de zinco (produzindo um acabamento amarelo ou iridescente) ou revestimento de cádmio para resistência à corrosão. As conexões flare invertidas de latão têm a cor amarelo-ouro natural do latão usinado, sem necessidade de revestimento adicional para resistência à corrosão padrão. As conexões flare invertidas de aço inoxidável têm a aparência brilhante e levemente cinza do aço inoxidável 316 polido ou escovado.

Em aplicações de linha de freio automotivo, os materiais mais comuns encontrados são tubos de aço com porcas de aço e corpos de aço ou latão. As conexões alargadas invertidas de latão são preferidas para muitas aplicações de substituição de serviço porque o latão é mais fácil de usinar de forma limpa, não corrói na presença de fluidos de freio à base de glicol e fornece uma dureza de sede de conexão que é mais macia do que o material da extremidade do tubo, permitindo que a extremidade do tubo se forme na sede em vez do inverso.

Alargamento invertido vs encaixe de porca alargada

O comparison between inverted flare fittings and standard flare nut fittings is one of the most practically important distinctions in fluid system design and service. The two systems appear similar to casual inspection, use similar components, and serve overlapping applications, but they are fundamentally incompatible with each other and selecting the wrong type for a given application produces connections that either leak immediately or fail after a short service period.

Diferenças de geometria

O most fundamental difference between inverted flare and standard flare connections is the geometry of the tube end and the mating fitting seat. As described above, the inverted flare produces a doubled-over bead that seats into an internal 42-degree cone in the fitting body. A standard SAE 45-degree flare produces a single-thickness outward cone on the tube end that mates with an external 45-degree seat on the fitting body nose.

Ose geometric differences mean that the fitting bodies of the two systems are different in their internal geometry, the tube end preparations are different in form, and the nuts (while often superficially similar in external dimensions) engage the tube ends differently. An inverted flare tube end placed in a standard flare fitting body will not seat correctly because the rounded bead profile does not match the conical 45-degree seat. A standard flare tube end in an inverted flare fitting body will similarly fail to seat correctly.

Diferenças de classificação de pressão

Conexões alargadas invertidas geralmente alcançam classificações de pressão mais altas do que conexões alargadas padrão de 45 graus de tamanho equivalente , principalmente devido à construção de parede dupla da extremidade do tubo. Para tubos de freio de aço de 16/03 polegadas, que é o tamanho de linha de freio mais comum em veículos de passageiros norte-americanos, as conexões alargadas invertidas são classificadas para pressões de trabalho contínuas de até 3.000 psi em conexões de aço de qualidade. Conexões de alargamento SAE padrão de 45 graus de espessura única no mesmo tamanho de tubo são normalmente classificadas para 2.000 a 2.500 psi, com a menor vida útil do alargamento de espessura única sendo o fator limitante sob carga de pressão cíclica.

As conexões hidráulicas de alargamento invertidas usadas em aplicações industriais são classificadas para pressões de trabalho ainda mais altas, dependendo do tamanho e do material do tubo. As aplicações de freios hidráulicos em veículos comerciais e equipamentos pesados ​​usam rotineiramente conexões de alargamento invertidas em pressões do sistema superiores a 3.000 psi, contando com a resistência superior à fadiga da construção de alargamento duplo para manter a integridade da vedação sob carga sustentada de pressão de alto ciclo.

Distribuição de aplicativos

As conexões de alargamento padrão SAE de 45 graus dominam as aplicações de refrigeração e HVAC (onde os tubos mais macios de cobre e alumínio envolvidos se beneficiam da geometria de alargamento único) e na distribuição de gás combustível. As conexões alargadas invertidas dominam os sistemas de combustível e freios hidráulicos automotivos, circuitos hidráulicos de direção hidráulica e tubulações hidráulicas industriais onde são necessárias classificações de pressão mais altas e resistência superior à vibração.

As conexões JIC de 37 graus, que às vezes são confundidas com conexões de alargamento invertido, são o padrão dominante em sistemas hidráulicos industriais e aeroespaciais. As conexões JIC usam um ângulo de cone de 37 graus na extremidade do tubo (que é um alargamento externo de espessura única, não um alargamento invertido) e combinam com um assento interno de 37 graus no corpo da conexão. As conexões JIC não são intercambiáveis ​​com as conexões alargadas invertidas, apesar da semelhança superficial de sua construção com porca e ponteira.

Tabela de comparação abrangente

Como instalar acessórios de alargamento invertidos?

A instalação correta de acessórios de alargamento invertidos é uma habilidade e um processo. A qualidade da instalação determina se a conexão será vedada de forma confiável durante toda a vida útil do sistema ou se falhará prematuramente. A maioria dos vazamentos de conexões de alargamento invertido encontrados em serviço não são o resultado de defeitos de instalação ou deficiências de projeto, mas de erros de instalação que são totalmente evitáveis com o procedimento, ferramentas e preparação de material corretos.

Ferramentas necessárias para instalação de alargamento invertido

O most important tool in any inverted flare installation is the flaring tool itself. Inverted flare tube ends cannot be formed by hand or with improvised tooling; they require a purpose-made inverted flare tool that performs the two-stage forming operation (initial outward flare followed by inward rollback) in a controlled, repeatable manner. The main types of inverted flare forming tools are:

• Ferramenta de alargamento invertido tipo parafuso: O most common type for automotive brake line service. A clamp block grips the tube at the correct distance from the end; a central screw advances a forming punch that first flares the tube outward and then, on a second stage, rolls the flare inward. Available as combination tools that perform both stages in sequence or as two-stage tools requiring separate setups for each operation.
• Ferramenta de alargamento hidráulico: Ferramentas hidráulicas portáteis ou montadas em bancada proporcionam maior força de conformação e resultados mais consistentes em materiais de tubos mais duros, incluindo tubos de linha de freio de aço inoxidável. O mecanismo de conformação hidráulico reduz o esforço do operador e praticamente elimina o movimento do tubo durante a conformação que causa alargamentos descentralizados em ferramentas do tipo parafuso.
• Ferramenta de alargamento tipo rolo: Utiliza um movimento de rolamento em vez de perfuração para formar o alargamento, produzindo um fluxo de material mais suave e menos concentrações de tensão no alargamento acabado. Preferido para oficinas profissionais de fabricação de linhas de freio, onde a consistência da qualidade do alargamento é essencial.

As ferramentas de suporte necessárias para uma instalação completa do alargamento invertido incluem um cortador de tubos (nunca uma serra, que deixa um corte não perpendicular e rebarbas elevadas que impedem a formação adequada do alargamento), uma ferramenta de rebarbação ou lima fina para preparação de bordas internas e externas e chaves de porca abertas ou de alargamento de tamanho correto para apertar as porcas de encaixe. Usar chaves ajustáveis em porcas de conexão alargadas invertidas é uma prática que danifica o hexágono da porca e cria o aperto excessivo, que é uma das causas mais comuns de danos à sede da conexão.

Procedimento de instalação passo a passo

O following procedure applies to the installation of inverted flare fittings on steel or stainless steel tubing in automotive brake and hydraulic applications. The same general steps apply to brass inverted flare fittings used in fluid distribution systems, with minor variations in flaring force and tube projection distance based on material softness.

1. Corte de tubo: Corte o tubo no comprimento certo usando um cortador de tubos com uma roda afiada. Gire a fresa progressivamente, aumentando a pressão de corte em pequenos incrementos por rotação para evitar deformar a extremidade do tubo. O corte deve ser perfeitamente perpendicular ao eixo do tubo. Qualquer desvio angular na face cortada será transferido para a geometria do alargamento e impedirá o assentamento uniforme no corpo da conexão.
2. Rebarbação: Utilize a lâmina de rebarbação incorporada no cortador de tubo ou uma ferramenta de rebarbação separada para remover todo o material levantado do furo interno da extremidade do tubo cortado. O processo de corte do tubo levanta uma pequena rebarba para dentro que, se deixada no lugar, restringe parcialmente o furo e pode gerar fragmentos metálicos que contaminam o sistema hidráulico após a instalação. A rebarbação da borda externa com uma lima fina remove quaisquer bordas externas afiadas que possam marcar o furo da porca de conexão durante a montagem.
3. Rosqueie a porca de montagem: Antes de formar o alargamento, deslize a porca de conexão no tubo com a extremidade roscada voltada para a extremidade do tubo que será alargada. Esta etapa é óbvia, mas é a etapa mais comumente esquecida na fabricação da linha de freio, exigindo que todo o alargamento seja cortado e reformado quando a omissão for descoberta na montagem. Para mangueira de alargamento invertida conjuntos, verifique se todos os componentes do corpo da conexão da extremidade da mangueira também estão rosqueados no conjunto da mangueira na orientação correta antes de alargar.
4. Preparação do tubo na ferramenta de alargamento: Insira a extremidade do tubo no bloco de fixação de tamanho correto da ferramenta de alargamento. O tubo deve se projetar além da face do bloco de fixação na distância correta especificada para o tamanho do tubo e tipo de ferramenta, normalmente de 0,030 a 0,070 polegadas para a maioria dos tamanhos de tubo padrão. A distância de projeção incorreta é a causa mais comum de reflexos invertidos formados incorretamente. Pouca projeção produz um cordão de alargamento subdimensionado que não preenche a sede do corpo da conexão; muita projeção produz um cordão superdimensionado que impede que a porca engate nas roscas.
5. Queima de primeiro estágio: Instale o punção de formação do primeiro estágio (o estágio de alargamento externo) e avance-o na extremidade do tubo usando o mecanismo de avanço da ferramenta. Aplique pressão de conformação até que o punção esteja totalmente assentado e a extremidade do tubo tenha sido alargada para fora até a geometria do estágio intermediário. Não avance demais o punção, pois isso afina a parede do tubo na raiz do alargamento além do limite aceitável. Remova o punção do primeiro estágio e inspecione o alargamento intermediário quanto à uniformidade em toda a circunferência.
6. Formação do segundo estágio: Instale o punção de formação do segundo estágio (estágio de reversão) e avance-o para dentro do alargamento intermediário. Este estágio dobra o alargamento externo de volta ao corpo do tubo, criando o característico cordão invertido dobrado. Avance o punção do segundo estágio até que ele esteja totalmente assentado contra a face do bloco de fixação, depois retraia e remova o tubo da ferramenta.
7. Inspeção do flare acabado: Inspecione o cordão de alargamento invertido completo quanto ao seguinte: altura uniforme do cordão em toda a circunferência, sem rachaduras ou rachaduras no material do cordão, curvatura do cordão suave e consistente sem pontos planos ou descontinuidades angulares e o diâmetro externo do cordão correto para o tamanho do tubo. Qualquer imperfeição no cordão de alargamento que impeça o assentamento uniforme no corpo da conexão requer que a extremidade do tubo seja cortada e o alargamento reformado. Um alargamento invertido imperfeito em um sistema de freio não é uma condição marginal que provavelmente vedará adequadamente; é um componente que vazará sob pressão do sistema.
8. Montagem e aperto: Aplique uma pequena quantidade de fluido hidráulico limpo ou fluido de freio na sede da conexão e no flange invertido. Rosqueie a porca da conexão com a mão até sentir resistência, confirmando que o rebordo alargado entrou na sede do corpo da conexão. Usando a chave de boca ou de porca de alargamento de tamanho correto, aperte a porca com a especificação de torque para o tamanho do tubo e material de conexão. As especificações de torque padrão para conexões de alargamento invertido de linha de freio de aço de 3/16 polegadas são de 10 a 12 libras-pé. Para conexões alargadas invertidas de latão do mesmo tamanho, a especificação de torque é ligeiramente menor, de 8 a 10 libras-pé, devido ao menor limite de escoamento do latão.

Métodos de vedação de encaixe de alargamento invertido

Os métodos de vedação de conexão abocardada invertida baseiam-se principalmente no contato de sede cônica metal-metal descrito ao longo deste artigo, mas abordagens de vedação suplementares são usadas em aplicações específicas onde é necessária confiabilidade adicional ou compatibilidade química.

• Vedação metal-metal seca: O standard sealing method for brake hydraulic systems. No sealant, tape, or additional material is used. The metal-to-metal seal is fully reliable when both the flare bead and fitting seat are properly formed and free from damage. This method is required for brake systems because any foreign material at the seal interface can introduce contamination into the hydraulic fluid or compromise the integrity of the seal under high-pressure loading.
• Vedante de rosca nas roscas externas do corpo da conexão: Quando o corpo da conexão alargada invertida é aparafusado em uma porta com roscas NPT (National Pipe Taper), o selante de rosca (fita PTFE ou selante de rosca anaeróbico) é aplicado somente nas roscas externas NPT. Este selante veda a interface da porta rosqueada, não a vedação do tubo de alargamento invertido. As duas interfaces de vedação são independentes e a contaminação da área de sede invertida com selante de rosca é um erro frequente de instalação que compromete a vedação metal-metal.
• Inserções de assento macio: Alguns designs de corpo de conexão alargada invertida incorporam uma inserção de assento de metal macio ou polímero que fornece conformabilidade adicional na interface de vedação. Esses projetos são usados ​​em aplicações hidráulicas de alta pressão onde é necessário um desempenho absolutamente livre de vazamentos em uma ampla faixa de temperatura e onde a variação de tolerância das extremidades dos tubos de produção torna benéfico um certo grau de acomodação da sede. Projetos de sede macia são mais comuns em conexões hidráulicas de alargamento invertido para aplicações industriais do que em conexões de linhas de freio automotivo.

Para que serve uma conexão de alargamento invertido?

As conexões flare invertidas atendem a uma ampla gama de aplicações na engenharia de sistemas de fluidos automotivos, industriais e comerciais. Sua combinação de classificação de alta pressão, excelente resistência à vibração, desmontagem e remontagem sem ferramentas e construção toda em metal sem vedações elastoméricas os torna particularmente adequados para sistemas de fluidos críticos onde a confiabilidade da vedação não pode ser comprometida e é necessária uma vida útil de longo prazo.

Freios Automotivos e Sistemas Hidráulicos

O automotive brake system is by far the largest single application of inverted flare fittings. Every hard line connection in a conventional automotive hydraulic brake circuit uses inverted flare connections: the outlet ports of the master cylinder, the distribution block or proportioning valve connections, the hard line runs from front to rear of the vehicle, the connection points to the flexible brake hoses at wheel locations, and in some vehicles the connections at the ABS modulator block. A typical passenger car contains between eight and sixteen inverted flare connections in the brake hydraulic circuit.

As linhas rígidas do sistema de combustível em muitos veículos norte-americanos também usam conexões de alargamento invertidas no filtro de combustível, regulador de pressão de combustível e conexões de entrada e retorno do trilho de combustível. A resistência química da vedação metal-metal à gasolina, ao combustível diesel, aos combustíveis misturados com etanol e aos vários pacotes de inibidores de corrosão usados ​​nos combustíveis modernos torna a conexão de alargamento invertida compatível com toda a gama de tipos de combustível automotivo, sem exigir verificação de compatibilidade dos materiais de vedação.

Linhas de direção hidráulica e resfriamento de transmissão

Os sistemas hidráulicos de direção hidráulica em veículos de direção hidráulica convencionais (não elétricos) usam conexões alargadas invertidas na saída da bomba de direção hidráulica, na entrada e saída da caixa de engrenagens ou da cremalheira e nas conexões da linha de retorno. Os sistemas de direção hidráulica operam em pressões de até 1.500 psi sob condições de travamento total, tornando a classificação de pressão do alargamento invertido apropriada e sua resistência à vibração particularmente valiosa, dada a proximidade das linhas de direção hidráulica ao motor e à suspensão dianteira.

As linhas do resfriador de óleo da transmissão automática, que direcionam o fluido de transmissão quente da transmissão para o resfriador do radiador e vice-versa, usam conexões alargadas invertidas nas conexões da caixa da transmissão e nas conexões do radiador. Essas linhas transportam fluido de pressão relativamente baixa, mas experimentam ciclos térmicos e vibrações significativos, condições que favorecem a conexão de alargamento invertido resistente à fadiga em detrimento de alternativas.

Sistemas Hidráulicos Industriais e Comerciais

As conexões hidráulicas de alargamento invertido são usadas em uma ampla gama de equipamentos industriais e comerciais onde é necessária confiabilidade na conexão do tubo em pressões hidráulicas moderadas a altas. Máquinas agrícolas, circuitos hidráulicos de equipamentos de construção, prensas industriais e sistemas de fixação e circuitos hidráulicos de equipamentos de manuseio de materiais representam ambientes de aplicação onde conexões hidráulicas de alargamento invertido fornecem conexões confiáveis ​​e de fácil manutenção em condições de serviço exigentes.

Conectores flare invertidos também são usados em sistemas de distribuição de ar comprimido, equipamentos de teste hidráulico e sistemas de amostragem de fluidos, onde a capacidade de fazer e quebrar conexões repetidamente sem exigir a reforma da extremidade do tubo é uma vantagem operacional significativa. Nessas aplicações, o conjunto de mangueira de alargamento invertido, que combina uma mangueira flexível com conexões de extremidade de alargamento invertidas, fornece isolamento de vibração e flexibilidade de roteamento de um conjunto de mangueira com a confiabilidade de vedação comprovada da conexão de alargamento invertida em cada extremidade.

Tabela de tamanhos de encaixe de alargamento invertido e padrões dimensionais

A identificação correta do tamanho é fundamental para especificar e adquirir acessórios de alargamento invertidos. A tabela de tamanhos de acessórios de alargamento invertido segue as dimensões padronizadas SAE J512, com tamanhos designados pelo diâmetro externo do tubo em polegadas fracionárias. Os tamanhos mais comumente encontrados em aplicações automotivas e industriais leves são apresentados na tabela abaixo, incluindo os principais parâmetros dimensionais e especificações de rosca padrão para cada tamanho.

Adaptadores de alargamento invertido: conexão com outros padrões

Os adaptadores de alargamento invertido preenchem a lacuna entre o padrão de conexão do tubo de alargamento invertido e outros padrões de conexão que aparecem no mesmo sistema de fluido. Eles são necessários sempre que uma linha de tubo alargado invertido precisa ser conectada a um componente com um padrão de porta diferente, o que é uma situação rotineira em reparos e modificações de sistemas de fluidos automotivos e industriais. As configurações comuns do adaptador de flare invertido incluem:

• Flare invertido para NPT: Adapta uma conexão de tubo alargado invertido a uma porta roscada National Pipe Taper, que é o padrão para a maioria das portas do corpo de componentes hidráulicos em equipamentos norte-americanos. A configuração mais comum na modificação e reparo de sistemas de freio automotivo.
• Alargamento invertido para JIC 37 graus: Adapta uma extremidade de tubo de alargamento invertido a um sistema de encaixe JIC de 37 graus, que é necessário ao conectar componentes hidráulicos industriais que usam o padrão JIC em vez do padrão de alargamento invertido SAE.
• União de flare invertida: Conecta duas extremidades de tubo alargado invertido entre si sem qualquer alteração no padrão de conexão. Usado para emendas de linha média no reparo da linha de freio quando uma seção danificada da linha é substituída.
• Alargamento invertido para conexão de compressão: Acessórios de compressão de alargamento invertido combine a conexão do tubo de alargamento invertido em uma extremidade com um encaixe de compressão na outra, permitindo a conexão entre passagens de tubo de alargamento invertido e componentes com portas de encaixe de compressão. Esta configuração aparece em algumas aplicações de serviços de HVAC e refrigeração, onde os tubos de reparo da linha de freio são adaptados para uso em sistemas de refrigeração.

Dicas de prevenção de vazamento de encaixe de alargamento invertido

Vazamentos em conexões de encaixe invertido são quase sempre evitáveis. Ao contrário de alguns outros tipos de conexões em que a prevenção de vazamentos é uma questão de aplicação do selante correto ou de atingir o torque correto, a prevenção de vazamentos por alargamento invertido é fundamentalmente uma questão de preparação correta e prática de montagem. As seguintes diretrizes de prevenção de vazamentos representam as melhores práticas agregadas de técnicos profissionais de sistemas hidráulicos e de freio.

A preparação é a base para uma conexão sem vazamentos

O majority of inverted flare connection leaks originate in preparation errors that are invisible after assembly but prevent the metal-to-metal seal from achieving intimate contact. Addressing every preparation step consciously eliminates this cause of failure:

• Utilize sempre um cortador de tubos, nunca uma serra: A serragem produz faces de corte não perpendiculares e rebarbas elevadas que são impossíveis de remover totalmente por rebarbação. Mesmo um corte que pareça limpo à vista após o lixamento reterá rebarbas em microescala que perturbam a formação do alargamento e deixam locais de concentração de tensão no cordão de alargamento acabado.
• Verifique a distância de projeção do tubo antes de cada alargamento: O projection distance from the clamp block face is the single most influential parameter in flare quality. Mark the tube with a felt pen at the specified projection distance and align this mark with the clamp block face before tightening the clamp. Do not rely on visual estimation.
• Inspecione e limpe a sede do corpo da conexão antes da montagem: Lascas de metal, sujeira, incrustações e depósitos de fluidos antigos na superfície de sede do corpo da conexão impedem que o cordão de alargamento assente uniformemente. Lave o corpo da conexão com solvente limpo e inspecione visualmente a sede sob boa iluminação antes de montar qualquer conexão. Uma sede do corpo da conexão arranhada ou danificada é motivo de substituição, e não de remediação com selante.
• Utilize apenas ferramentas de alargamento em boas condições: As matrizes da ferramenta de alargamento desgastadas, danificadas ou ajustadas incorretamente produzem abocardamentos imperfeitos mesmo quando todas as outras etapas de preparação são executadas corretamente. Inspecione os punções de formação quanto a cortes, corrosão e desgaste antes de usar. Substitua qualquer componente do conjunto de matrizes que apresente desgaste visível nas superfícies de formação.

Práticas de montagem que evitam vazamentos

• Aperte de acordo com a especificação de torque, não por tato: O aperto excessivo é uma das duas causas mais comuns de vazamentos na conexão de alargamento invertido. Quando a porca da conexão é apertada demais, a sede do corpo da conexão é danificada porque o rebordo alargado invertido é inserido muito profundamente no cone. Este dano impede o reajuste correto quando a conexão é remontada e muitas vezes produz um vazamento que não estava presente quando a conexão foi instalada pela primeira vez. Use uma chave de torque para todos os conjuntos de conexões de alargamento invertido em sistemas críticos.
• Passe à mão primeiro: Sempre inicie as roscas da porca de encaixe manualmente antes de aplicar qualquer chave. Se sentir resistência antes de a porca ter engatado pelo menos duas ou três roscas completas, pare e investigue. A rosca cruzada, que é o erro de instalação mais destrutivo para qualquer conexão roscada, pode ser totalmente evitada confirmando a rosca à mão livre antes de aplicar o torque da chave.
• Aplique uma leve camada de fluido nas superfícies de vedação: Uma leve camada de fluido do sistema (fluido de freio para sistemas de freio, óleo hidráulico para sistemas hidráulicos) no talão de alargamento invertido e sede de montagem antes da montagem melhora o assentamento inicial e reduz o risco de escoriações na primeira montagem. Não use lubrificantes incompatíveis com o fluido do sistema e nunca use graxa nas conexões de alargamento invertido da linha de freio, pois a contaminação do fluido de freio com graxa degrada os componentes de borracha em outras partes do sistema.
• Não reutilize nozes danificadas: O fitting nut bears the axial clamping force of the assembled connection for the entire service life. A nut with rounded hex flats (from previous adjustable wrench use), cross-threaded bore, or deformed bearing shoulder cannot provide correct clamping load. Replace any nut showing these conditions rather than attempting to reuse it.
• Teste de pressão antes de retornar ao serviço: Depois de concluir qualquer instalação de conexão flangeada invertida em um freio hidráulico ou sistema de fluido de alta pressão, execute um teste de pressão antes de retornar o sistema ao serviço. Para sistemas de freios automotivos, isso significa sangrar o sistema, aplicar o pedal do freio firmemente por vários minutos enquanto verifica cada nova conexão quanto a vazamentos e realizar uma inspeção visual adicional após um curto ciclo de condução inicial antes de considerar o reparo concluído. Um pequeno vazamento que não seja detectado durante a inspeção estática se tornará uma perda de fluido potencialmente perigosa durante o serviço dinâmico.

Diagnosticando e corrigindo vazamentos existentes

Quando uma conexão flangeada invertida existente desenvolve um vazamento em serviço, a abordagem correta de diagnóstico e reparo depende da natureza e da localização do vazamento. Tentar estancar um vazamento em uma conexão de alargamento invertido apertando ainda mais a porca é a resposta incorreta mais comum e mais prejudicial para um vazamento. Na maioria dos casos, um aperto adicional além do torque especificado danifica ainda mais a sede da conexão e o cordão de alargamento, piorando o vazamento em vez de melhorá-lo e exigindo a substituição da extremidade do tubo e do corpo da conexão.

O correct response to an inverted flare connection leak is disassembly, inspection of both the flare bead and the fitting body seat, identification of the source of the sealing failure, and appropriate corrective action. If the flare bead shows cracking, deformation, or non-uniform geometry, the tube end must be cut off and a new flare formed. If the fitting body seat shows scoring, pitting, or deformation, the fitting body must be replaced. In either case, the repair must address the root cause of the sealing failure, not attempt to compensate for it through over-tightening or sealant application.

Vazamentos de rosca, que se manifestam como infiltração ao longo das roscas da porca da conexão, e não na interface tubo-sede, indicam roscas danificadas, engate incorreto da rosca ou falta de selante de rosca nas roscas da porta externa do corpo da conexão onde a conexão NPT é usada. Eles são resolvidos limpando e inspecionando as roscas, substituindo componentes danificados e aplicando selante de rosca apropriado nas roscas da porta NPT, quando exigido pelo projeto da conexão.

As conexões de alargamento invertido são um sistema de conexão de tubo sofisticado, confiável e amplamente comprovado que oferece desempenho superior em aplicações de alta pressão e alta vibração quando corretamente especificado, instalado e mantido adequadamente. O conhecimento do que eles são, sua aparência, como se comparam às alternativas e como instalá-los e mantê-los corretamente transforma o encaixe de flare invertido de um componente misterioso em um elemento completamente gerenciável do trabalho do sistema de fluido profissional.