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Para sistemas hidráulicos, de refrigerante y de combustible de alta presión, el conector abocinado SAE de 37 grados y el conector abocardado invertido son los dos tipos de conexión más ampliamente especificados, y la selección está determinada por el medio del sistema, el techo de presión operativa y las restricciones de acceso al ensamblaje del entorno de instalación. El ensanchamiento SAE de 37 grados es el estándar para líneas hidráulicas y sistemas de combustible de alta presión con capacidad de hasta 3000 PSI, mientras que el ensanchamiento invertido es el estándar dominante en sistemas hidráulicos de frenos automotrices y líneas de suministro de combustible donde la geometría del cono invertido proporciona un conjunto más compacto y resistente a las vibraciones en condiciones de recorrido estrecho debajo del vehículo. Seleccionar el tipo de conector incorrecto para una aplicación de alta presión no solo produce una junta con fugas: puede producir una falla de conexión catastrófica sin previo aviso, porque el ángulo del cono incorrecto impide que el sello metal con metal se forme correctamente incluso cuando el conector parece estar apretado de forma segura.
Esta guía cubre todos los principales ajuste abocinado tipos en uso comercial, sus clasificaciones de presión, opciones de materiales, incluidos accesorios de latón, sus entornos de aplicación más apropiados y los factores específicos que deben impulsar las decisiones de selección cuando se trabaja con sistemas de fluidos y gases a alta presión.
Todos los accesorios abocardados comparten el mismo principio de sellado fundamental: un abocardado cónico formado en el extremo de un tubo de metal se presiona contra un asiento cónico correspondiente en el cuerpo del accesorio mediante la fuerza de compresión de una tuerca abocardada apretada alrededor del tubo. A medida que se aprieta la tuerca, las dos superficies del cono se unen bajo una presión de contacto cada vez mayor, deformando ligeramente el material de la superficie más blanda para rellenar irregularidades microscópicas de la superficie y creando una línea continua de sellado de metal a metal que es a la vez hermética y lo suficientemente robusta mecánicamente para resistir la presión del fluido o gas contenido.
El ángulo del cono abocardado es la variable geométrica crítica que diferencia los principales tipos de accesorios abocardados. Incluso una diferencia de 8 grados entre el ángulo de ensanchamiento del tubo y el ángulo del asiento del accesorio produce un contacto lineal en lugar de un contacto superficial entre las dos superficies del cono, concentrando la tensión en un anillo estrecho en lugar de distribuirla por toda la cara del cono. Esta geometría de contacto no coincidente produce una junta que puede mantener la presión inicialmente pero fallará progresivamente bajo vibración, ciclos térmicos y pulsaciones de presión a medida que el anillo de contacto estrecho se incrusta y el sello se degrada. Esta es la razón por la que no se pueden intercambiar diferentes tipos de accesorios abocardados, incluso cuando parecen encajar físicamente.
La calidad del abocardado formado en el extremo del tubo es tan crítica para la confiabilidad de la unión como la calidad del conector mismo. Un abocinado excéntrico, agrietado, poco formado o formado en un ángulo incorrecto producirá un sello poco confiable, independientemente de la precisión con la que esté mecanizado el cuerpo del conector. El abocardado correcto requiere un tubo cortado en escuadra y sin rebabas, recocido si se ha endurecido mediante doblado en frío cerca del lugar del abocardado y formado en un bloque de herramientas de abocardado del tamaño adecuado con un mandril cónico adaptado al ángulo de abocardado requerido.
Los errores comunes de quema y sus consecuencias incluyen:
Cuatro ángulos de cono abocinado representan la gran mayoría de aplicaciones de accesorios abocardados en sistemas de tuberías hidráulicas, de refrigeración, automotrices e industriales en todo el mundo. Cada uno está estandarizado según estándares nacionales o internacionales específicos que rigen el ángulo del cono, el rango de tamaño del tubo, la forma de la rosca y las tolerancias dimensionales de los componentes acoplados.
El abocardador SAE de 37 grados, regido por SAE J514 e ISO 8434-2, es el estándar fundamental de abocardado para sistemas de energía hidráulica, maquinaria industrial y suministro de combustible a alta presión. El semiángulo de 37 grados produce un cono relativamente poco profundo que distribuye la carga del ensamblaje a través de una gran área de contacto, lo que le da a este diseño su capacidad de alta presión. Los accesorios abocardados SAE de 37 grados en acero están clasificados para presiones de trabajo de hasta 3000 PSI en tamaños de tubos más grandes y hasta 5000 PSI en tamaños de tubos más pequeños por debajo de 1/4 de pulgada de diámetro exterior. , lo que las convierte en la conexión estándar para equipos hidráulicos móviles, incluida maquinaria agrícola, equipos de construcción y sistemas de elevación y prensa industriales.
El sistema de abocardado SAE de 37 grados utiliza especificaciones de rosca JIC (Joint Industry Council), con roscas rectas (UN/UNF) tanto en la tuerca como en la rosca macho del cuerpo del conector. El enganche de la rosca recta no contribuye al sellado; todo el sellado se logra mediante el contacto metálico de cono a cono. Los accesorios de latón de 37 grados en esta geometría se usan ampliamente en aplicaciones de sistemas de combustible e hidráulicos de baja presión donde la excelente maquinabilidad y resistencia a la corrosión del latón lo hacen preferible al acero, generalmente para sistemas que operan por debajo de 1500 PSI con fluidos no basados en petróleo.
El abocardado de 45 grados, regido por SAE J513 y ampliamente utilizado en la industria de HVAC y refrigeración, utiliza un ángulo de cono más pronunciado que crea una mordida más fuerte en la cara abocardada del tubo bajo torsión de montaje. Este ángulo más pronunciado se adapta bien a los tubos de cobre de paredes relativamente delgadas que dominan la construcción de sistemas de refrigeración y aire acondicionado, donde el cono de 45 grados de mordida profunda crea un sello confiable incluso cuando el tubo de cobre tiene alguna variación de suavidad debido al proceso de recocido.
Las conexiones abocardadas de 45 grados en refrigeración están clasificadas para presiones de trabajo de 200 a 700 PSI, según el diámetro del tubo y el espesor de la pared. , que cubre el rango de presión de funcionamiento de los sistemas de refrigerante R-410A, R-22 y R-134a utilizados en equipos HVAC residenciales y comerciales ligeros. Los accesorios de latón con asientos de 45 grados son el material de ajuste estándar para las conexiones de tubos de refrigerante de cobre porque el latón se mecaniza limpiamente según la geometría del asiento requerida, resiste los efectos corrosivos leves de las mezclas de refrigerante y aceite de refrigeración y es lo suficientemente blando en relación con el tubo de cobre para permitir que el tubo se incruste ligeramente en el asiento bajo el ensamblaje, lo que mejora la conformidad del sello.
El conector Inverted Flare, también llamado doble flare o doble flare invertido en su implementación más común, es el método de conexión estándar para circuitos hidráulicos de frenos automotrices y líneas de suministro de combustible OEM. A diferencia del abocinado estándar (hacia afuera), donde el extremo del tubo se abocina hacia afuera formando un cono que hace contacto con el asiento del conector en su cara exterior, el abocinado invertido pliega el extremo del tubo hacia atrás sobre sí mismo para crear una sección de doble pared que luego se forma en un cono invertido que se asienta dentro del cuerpo del conector en lugar de fuera de él.
Esta geometría invertida tiene dos consecuencias importantes. En primer lugar, la sección de doble pared en el abocardado es aproximadamente el doble del espesor de pared del tubo original, lo que hace que la junta abocardada invertida sea significativamente más resistente al agrietamiento por fatiga inducida por la presión que una abocinada de 45 grados de pared simple en el mismo tubo. En segundo lugar, la tuerca abocardada se comprime alrededor del exterior del tubo en lugar de enroscarse en el cuerpo del conector, creando un perfil de ensamblaje más compacto que se encamina más fácilmente a través de los espacios reducidos debajo de los vehículos y dentro de los compartimientos del motor donde se encaminan las líneas de combustible y frenos del automóvil. Las conexiones abocinadas invertidas en tubos de acero estirado en frío SAE 1010 son la especificación exigida por la mayoría de los fabricantes de equipos originales de automóviles para líneas hidráulicas de frenos, clasificadas para presiones de funcionamiento de 1500 a 2000 PSI a temperaturas de funcionamiento continuo de hasta 150 °C.
Los accesorios de latón se usan comúnmente para conexiones Inverted Flare en aplicaciones no automotrices, incluidos sistemas de distribución de propano y gas natural, donde la combinación de la resistencia a la vibración del Inverted Flare y la resistencia a la corrosión del latón ante la humedad del gas y la exposición atmosférica crean una conexión confiable a largo plazo en los puntos de conexión de los electrodomésticos. La geometría Inverted Flare de 45 grados utilizada en aplicaciones de frenos de automóviles no debe confundirse con la geometría Inverted Flare de 37 grados utilizada en algunas aplicaciones de gas industrial; los dos son dimensionalmente incompatibles y nunca deben mezclarse.
La maquinaria industrial y los sistemas hidráulicos europeos utilizan el sistema de racor de tubo métrico DIN 2353 (ISO 8434-1), que incorpora un ángulo de cono de 24 grados en su variante tipo abocinado. El conector DIN de 24 grados se utiliza en sistemas hidráulicos en equipos europeos de agricultura, construcción y manejo de materiales y es dimensionalmente distinto de los abocardadores de refrigeración SAE de 37 grados y de 45 grados en todas las dimensiones, incluida la forma de la rosca, el rango de diámetro exterior del tubo y la geometría del cono.
Los accesorios abocardados métricos DIN de 24 grados están clasificados para presiones de hasta 630 bar (aproximadamente 9100 PSI) en los tamaños de tubo más pequeños. , lo que los convierte en los estándares comunes de accesorios abocardados con la calificación más alta. Se fabrican principalmente en acero al carbono y acero inoxidable para aplicaciones hidráulicas, con versiones de latón disponibles para aplicaciones neumáticas y de sistemas de fluidos de baja presión donde se requiere tamaño de tubo métrico y rosca DIN.
| Tipo de llamarada | Medio ángulo del cono | Estándar rector | Clasificación de presión típica | Aplicación primaria | Material común |
|---|---|---|---|---|---|
| SAE/JIC de 37 grados | 37 grados | SAE J514/ISO 8434-2 | Hasta 5000 PSI | Sistemas hidráulicos, combustible a alta presión. | Accesorios de acero, latón, inoxidable. |
| SAE de 45 grados | 45 grados | SAE J513 | 200 a 700 PSI | HVAC, refrigeración, plomería de baja presión. | Herrajes de latón, aluminio. |
| Flare invertido (doble pared) | 45 grados inverted | SAE J1390/ISO 1817 | 1500 a 2000 PSI | Sistemas hidráulicos de frenos automotrices, líneas de combustible, aparatos de gas. | Herrajes de acero y latón. |
| Métrico DIN de 24 grados | 24 grados | DIN 2353/ISO 8434-1 | Hasta 9100 PSI (tamaños pequeños) | Maquinaria hidráulica europea, neumática. | Herrajes de acero, inoxidable y latón. |
Los accesorios de latón son el material elegido para una gran proporción de aplicaciones de accesorios abocardados, y comprender exactamente dónde sus propiedades son ventajosas y dónde imponen limitaciones determina si el latón es la especificación correcta para un sistema determinado.
El latón (normalmente latón mecanizado libre C36000 o latón forjado C37700 para cuerpos de accesorios) ofrece una combinación de propiedades que lo hacen particularmente adecuado para la fabricación y el rendimiento de accesorios abocardados:
A pesar de sus muchas ventajas, los accesorios de latón tienen limitaciones específicas que los excluyen de ciertas aplicaciones de abocardado de alta presión:
El latón de mecanizado libre estándar C36000 contiene aproximadamente un 3 por ciento de plomo como potenciador de la maquinabilidad, lo cual es aceptable para la mayoría de las aplicaciones industriales y de HVAC, pero está restringido en sistemas de agua potable por la legislación de varias jurisdicciones. En los Estados Unidos, la Ley de Reducción del Plomo en el Agua Potable (en vigor desde 2014) limita el contenido promedio ponderado de plomo de los accesorios de latón en contacto con agua potable al 0,25 por ciento. , requiriendo efectivamente aleaciones con bajo contenido de plomo como C69300 (latón con bajo contenido de plomo y sin bismuto) o aleaciones mejoradas con seleniuro de bismuto para todos los accesorios abocardados utilizados en sistemas de suministro de agua residenciales y comerciales. Se han probado y confirmado que los productos que cuentan con la certificación NSF/ANSI 61 y NSF 372 cumplen con estos requisitos de contenido de plomo.
El abocardador invertido merece un tratamiento más detallado que otros tipos de abocinadores porque su construcción es significativamente diferente de los abocardadores exteriores estándar, su ensamblaje requiere una herramienta de conformado específica de dos etapas que es diferente de las herramientas de abocardado estándar, y sus modos de falla cuando se ensambla incorrectamente o cuando se sustituye el tipo de accesorio incorrecto son particularmente severos dado su uso dominante en el sistema hidráulico de frenos de automóviles.
Para formar un abocinado invertido en un tubo de línea de freno de acero se requiere un juego de herramientas de abocardado doble que consta de un bloque de abocardado, un adaptador de primera etapa (la herramienta de burbuja) y un cono de abocardado de segunda etapa. El proceso se desarrolla en dos pasos:
El resultado es un abocinado de doble pared con un cono invertido de 45 grados que encaja dentro del asiento correspondiente en el cuerpo del conector abocinado invertido, con la tuerca enroscándose sobre el exterior del tubo y apoyándose contra la cara posterior de la sección de doble pared. Un abocinado invertido correctamente formado en un tubo de freno de acero SAE 1010 no debe mostrar grietas en la cara del cono ni en la superficie interior plegada, debe tener un espesor de pared uniforme alrededor de toda la circunferencia del cono y debe quedar al ras contra el asiento del cuerpo del accesorio sin balancearse cuando se presiona con la mano antes de que se enganche la tuerca.
Un error común y peligroso en la reparación del sistema de frenos es intentar conectar un abocinado estándar de 45 grados hacia afuera a un cuerpo de conector abocardado invertido. La tuerca de ajuste puede enroscarse y la junta puede parecer ensamblada, pero las geometrías de sellado son fundamentalmente incompatibles: el ensanchamiento exterior presenta una cara cónica convexa respecto al asiento cóncavo del ensanchamiento invertido, lo que produce sólo un contacto de anillo de pequeño diámetro cerca del borde exterior del cono en lugar del contacto de cara completa de un ensanchamiento invertido correctamente emparejado. Bajo la presión operativa del sistema de frenos, esta junta no coincidente tendrá fugas inmediatamente durante la presurización del sistema o se sellará brevemente y luego fallará catastróficamente en el primer evento de frenado brusco.
La identificación visual de los accesorios Inverted Flare requiere mirar dentro del extremo del cuerpo del accesorio: un accesorio Inverted Flare tiene un asiento cóncavo (que apunta hacia adentro) que aceptará el cono Inverted Flare, mientras que un accesorio abocinado estándar de 45 grados tiene un asiento convexo o plano contra el cual descansa el abocinado exterior en su cara interna. Los accesorios de freno también se identifican comúnmente por los tamaños de rosca métrica que los distinguen de los accesorios para automóviles que no son frenos.
En aplicaciones de conexión de aparatos de gas residenciales y comerciales, se especifican accesorios de latón invertido con geometría de 45 grados para conectar conectores de gas flexibles tanto a la entrada del aparato como a la salida de pared o piso. En esta aplicación, se prefiere la geometría de abocardado invertido al abocinado exterior estándar porque crea una retención de tuerca más segura: la tuerca abocardada se asienta contra un hombro en el cuerpo del conector en lugar de simplemente capturar el abocardado del tubo contra el asiento, lo que lo hace más resistente a la vibración que se produce en entornos de servicio donde los aparatos de gas, como secadoras y estufas, se mueven para limpieza y mantenimiento.
Los accesorios de latón de antorcha invertida para servicio de gas deben llevar las marcas de aprobación apropiadas, incluida la lista CGA (Asociación de Gas Comprimido) y la aprobación CSA o AGA. confirmando que han sido probados para determinar la estanqueidad al gas y la integridad estructural bajo los rangos de presión y temperatura del ciclo especificados para los sistemas de distribución de gas residenciales. El uso de accesorios de latón que no figuran en la lista en conexiones de aparatos de gas es una violación del código en la mayoría de las jurisdicciones y crea una exposición de responsabilidad para el instalador, independientemente de la calidad aparente del accesorio.
Una vez comprendidos los principales tipos de accesorios abocardados y sus características, el proceso de selección para una aplicación específica de alta presión se puede estructurar en torno a cinco criterios de decisión secuenciales que reducen progresivamente el campo a la especificación de ajuste correcta.
En la mayoría de las aplicaciones reguladas, el tipo de accesorio lo especifica el estándar de diseño del sistema y no la preferencia del instalador. Los sistemas hidráulicos de frenos automotrices se rigen por FMVSS 116 y SAE J1290, que exigen conexiones abocinadas invertidas de doble pared para terminaciones de líneas de freno. Los sistemas hidráulicos europeos están diseñados según ISO 4413 y normalmente utilizan accesorios de tubo métricos DIN 2353. Los sistemas de refrigeración están diseñados según ASHRAE 15 y normalmente especifican conexiones abocinadas de 45 grados en tubos de cobre en el rango de tamaño aplicable. Seguir el estándar vigente es el primer paso correcto y elimina la mayor parte de la ambigüedad sobre qué tipo de antorcha utilizar.
El tipo de accesorio y el material seleccionados deben tener una clasificación de presión de trabajo publicada que cumpla o supere la presión de trabajo máxima permitida (MAWP) del sistema, incluidos los picos de presión debidos a la pulsación de la bomba, el golpe de ariete y los puntos de ajuste de la válvula de alivio de presión. Aplique un factor de seguridad mínimo de 4:1 entre la presión de rotura nominal del accesorio y la presión de funcionamiento del sistema para aplicaciones críticas de potencia de fluido y frenos hidráulicos. , que es consistente con los factores de seguridad de diseño en ISO 4413 y SAE J514. Si la presión de operación requerida excede la clasificación del accesorio de latón, actualice a acero al carbono o acero inoxidable en la misma geometría del accesorio en lugar de cambiar a un tipo de abocardado diferente.
Confirme que el material del conector sea compatible con el fluido del sistema en todo el rango de temperaturas de funcionamiento. Las incompatibilidades clave que se deben verificar incluyen latón con amoníaco, aleaciones a base de zinc con ácidos o álcalis fuertes y acero al carbono con soluciones agresivas de agua o sal. Para fluidos hidráulicos a base de petróleo, fluidos hidráulicos de agua-glicol y refrigerantes de hidrocarburos, los accesorios de latón son compatibles en todo el rango de temperatura apropiado para el latón (menos 40 °C a más 120 °C para latón estándar; menos 60 °C a más 150 °C para grados resistentes a la descincificación).
El entorno físico en el que se ensamblará el accesorio y la frecuencia con la que puede ser necesario desconectar la conexión para mantenimiento afectan la selección óptima del tipo de accesorio. Las ubicaciones donde el acceso de rotación total para una llave es limitado favorecen los diseños de accesorios que se pueden ensamblar con un cuerpo fijo y una tuerca giratoria, que se adaptan a todos los tipos de accesorios abocardados estándar. Las aplicaciones que requieren desconexión frecuente para cambios de filtro o componentes prefieren los tipos JIC de 37 grados y DIN de 24 grados, que son totalmente reutilizables a través de múltiples ciclos de montaje y desmontaje sin necesidad de volver a formar el tubo. El abocinado invertido en línea de freno de acero es el tipo de abocardado que requiere menos mantenimiento, ya que el desmontaje generalmente requiere cortar la línea y volver a formar el abocinado, por lo que se especifica solo cuando su resistencia a las vibraciones y su perfil compacto justifican el compromiso de mantenimiento.
Los accesorios abocardados utilizan múltiples formas de rosca que no son intercambiables a pesar de parecer similares en tamaño. Los accesorios SAE J514 de 37 grados utilizan roscas rectas UN/UNF con diámetros de paso específicos definidos en la norma SAE. Sistema de frenos Los accesorios abocardados invertidos utilizan roscas métricas (M10 x 1,0 y M12 x 1,0 son las dos más comunes en aplicaciones automotrices) que no se acoplan con roscas SAE UN/UNF. Los accesorios DIN de 24 grados utilizan roscas métricas según DIN 2353. Antes de ordenar accesorios de reemplazo o extensión para un sistema existente, siempre identifique la forma y el paso de la rosca midiendo o consultando la documentación de piezas del fabricante del sistema, ya que la inspección visual por sí sola no puede distinguir de manera confiable entre diferentes formas de rosca con paso similar.
| Tipo de sistema | Tipo de abocinado recomendado | Material recomendado | Estándar rector | Consideración de selección clave |
|---|---|---|---|---|
| Potencia hidráulica (hasta 3000 PSI) | SAE/JIC de 37 grados | Acero; accesorios de latón por debajo de 1,500 PSI | SAE J514 | Reutilizabilidad y clasificación de presión. |
| Climatización y refrigeración | SAE de 45 grados | Accesorios de latón (compatibilidad con tubos de cobre) | SAE J513 | Compatibilidad de refrigerante con latón. |
| Sistema hidráulico de frenos para automóviles | Flare invertido (doble pared) | Acero (OEM); accesorios de latón para accesorios de carrocería | SAE J1390 / FMVSS 116 | Norma obligatoria; sin sustitución |
| Conexiones de aparatos de gas | Llamarada invertida (45 grados) | Accesorios de latón (listados por CGA) | CGA/CSA/AGA | Requisito de producto listado para el cumplimiento del código |
| Maquinaria hidráulica europea | Métrico DIN de 24 grados | Acero; inoxidable; racores de latón para neumática | DIN 2353/ISO 8434-1 | Tamaño del diámetro exterior del tubo métrico y forma de rosca DIN |
El torque de montaje correcto es la variable final y frecuentemente pasada por alto que determina si una junta de ajuste abocinada correctamente especificada y formada funcionará de manera confiable durante toda su vida útil. Tanto las conexiones abocardadas con un torque excesivo como insuficiente producen uniones poco confiables: un torque insuficiente deja la presión de contacto de cono a cono por debajo del mínimo necesario para sellar contra la presión del sistema, mientras que un torque excesivo deforma plásticamente el abocardado del tubo más allá de su rango elástico, distorsionando la geometría del cono y potencialmente agrietando el material abocinado.
SAE J514 especifica pares de torsión de montaje para accesorios JIC de 37 grados que van desde 9 Nm (80 pulgadas-libras) para tubos de 3/16 pulgadas hasta 135 Nm (100 pies-libras) para tubos de 1-1/4 pulgadas , y estos valores deben aplicarse con una llave dinamométrica calibrada para el ensamblaje crítico del sistema hidráulico y de presión en lugar de estimarse al tacto. Para accesorios de latón, aplique aproximadamente entre el 75 y el 85 por ciento del torque especificado para el acero para evitar sobrecargar las roscas de las tuercas de latón más blandas con cargas de sujeción equivalentes.
Después del montaje, todas las conexiones de accesorios abocinados de alta presión deben someterse a una prueba de presión a 1,5 veces la presión de trabajo máxima permitida del sistema antes de ponerse en servicio, y todas las conexiones se deben inspeccionar para detectar fugas utilizando un método de detección de fugas adecuado: solución jabonosa para sistemas de gas, tinte fluorescente para sistemas de fluido hidráulico o prueba de caída de presión de nitrógeno para sistemas limpios donde la contaminación del fluido del medio de detección de fugas es inaceptable. Una junta que pasa esta prueba de presión inicial y no muestra ninguna distorsión visible de la tuerca abocinada o del tubo debe brindar un servicio libre de fugas durante toda la vida útil del sistema de tubería cuando se ha aplicado el tipo de conexión, el material y el procedimiento de ensamblaje correctos.
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