Cómo prevenir daños en las juntas tóricas

Las fugas en su sistema pueden ser desde un inconveniente menor hasta problemas graves con consecuencias severas. En cualquier caso, la elección de la junta tórica correcta y su mantenimiento ayudarán a evitar fugas y daños. Hay muchas razones por las que una junta tórica puede tener una fuga; estudiamos por qué se producen estas fugas y cómo evitarlas.

Causas de las fugas

Hay tres razones principales por las que las juntas tóricas pueden tener fugas.

• Tamaño: Si la junta es demasiado grande, el exceso de material hará que se amontone en la ranura, causando una compresión excesiva y dando una superficie irregular. Si el anillo es demasiado pequeño, se estirará en exceso, lo que hace que el material no sea suficiente para formar una junta sin fugas.
• Instalación: Las juntas tóricas permiten un cierto estiramiento y, de hecho, necesitan un cierto estiramiento para ajustarse bien. Una instalación incorrecta hará que las dimensiones internas y externas cambien. El estiramiento debe estar entre el 1% y el 5%, siendo el 2% el ideal en la mayoría de las aplicaciones para proporcionar un sellado eficaz. No se recomienda un estiramiento superior al 5%. La tensión resultante provocará un envejecimiento acelerado y una reducción de la sección transversal, lo que en última instancia provocará fugas. Una excepción a esta regla es un sello flotante. Una junta flotante es una junta tórica que se asienta libremente en una ranura. Se utilizan cuando se permite alguna fuga y cuando se necesita una fricción reducida. Consulte nuestro artículo sobre la instalación de juntas tóricas para obtener más información. 
• Material: El uso de un material incorrecto para la temperatura, el producto químico o la presión del sistema dañará la junta tórica y provocará el fallo de la misma. Consulte las distintas opciones de materiales disponibles en nuestra guía de materiales de sellado para electroválvulas, que abarca muchos de los componentes utilizados en las juntas tóricas, para obtener más información sobre la elección de materiales. Para saber si una junta tórica es compatible químicamente, utilice nuestra tabla de resistencia química. 

Razones comunes para dañar las juntas tóricas

Compresión

Cuando una junta tórica tiene que hacer frente a niveles de presión extremos, desarrollará fisuras circunferenciales en una superficie comprimida. A la larga, estas fisuras harán que se rompa el sello. Todas las juntas tóricas admiten cierta compresión y vuelven a su forma original cuando esta compresión se disipa. Siempre habrá un grado de deformación. Esta deformación permanente también se conoce como juego de compresión. Cuando el juego de compresión es demasiado alto, no vuelve a su forma original y se producen fugas.

Solución: Elija un material con un mejor juego de compresión o una mayor resistencia a la presión. Algunos materiales se han desarrollado específicamente para su uso en aplicaciones que requieren juegos de compresión bajos (por ejemplo, si la junta ha estado expuesta al agua caliente durante un período prolongado). Compruebe las dimensiones de las ranuras en su aplicación, ya que el juego de compresión puede verse afectado por dimensiones incorrectas de las ranuras.

Cambios rápidos de presión

Los cambios rápidos de presión son un problema específico cuando los gases se acumulan en el interior de las juntas bajo una presión muy alta. Aunque esto no es un problema cuando el sistema permanece presurizado, podría convertirse en un problema cuando el sistema se despresuriza repentinamente. Cuando la presión cae repentinamente, hace que los gases presurizados dentro de la junta tórica se expandan de repente. Esto hace que aparezcan ampollas, marcas de viruela y picaduras en la superficie de la junta, debilitando gravemente la estructura.

Solución: Aunque un sistema con presiones estables será siempre el método preferido para mantener las juntas en condiciones óptimas, esto no siempre es factible. Sin embargo, si la presión abandona el sistema lentamente, los gases dentro de las juntas podrán escapar gradualmente sin causar ningún daño. Algunos fabricantes hacen juntas especiales que combaten este problema. Están disponibles bajo la norma NORSOK M710.

Daños en la instalación

Los daños en la instalación adoptan muchas formas diferentes, desde el roce de la junta con las piezas metálicas hasta los cortes, las mellas, las torsiones y los cortes resultantes de la instalación descuidada de juntas sucias, desiguales o incorrectamente lubricadas. No dimensionar con precisión la junta tórica para la aplicación también puede provocar daños en la instalación; no sólo eso, sino que, como ya se ha dicho, una compresión o estiramiento excesivo de la junta tórica puede hacer que ésta quede inutilizada.

Solución: No estire nunca la junta tórica más de un 5% y utilice siempre las herramientas adecuadas, como los kits de juntas tóricas y los recogedores de juntas tóricas, cuando retire e instale las juntas tóricas. Proteger las esquinas y los hilos afilados con cinta adhesiva o fundas protectoras evitará que se produzcan mellas en la superficie. Asegúrese de que los herrajes tienen unos chaflanes de entrada adecuados que ayuden a maquillar los herrajes, junto con una lubricación adecuada. Lea nuestra guía de instalación de juntas tóricas para aprender a medir e instalar correctamente las juntas tóricas, o nuestra guía de aceite y grasa de silicona para obtener consejos de lubricación.

Exceso de fricción

Cuando se produce una fricción excesiva, la junta tiene una superficie rozada; con un desgaste excesivo, puede haber laceraciones más profundas y roturas en algunos puntos. En las aplicaciones dinámicas, la abrasión se produce por el contacto repetido entre la junta tórica y el alojamiento, lo que provoca una fricción excesiva entre ambos. Una lubricación y un acabado insuficientes de la carpintería metálica pueden agravar el riesgo, al igual que la introducción de sustancias abrasivas en el sistema de estanqueidad.

Solución: Asegúrese de que se utiliza la lubricación correcta para el sistema de sellado. El acabado correcto de la superficie del metal también influye en la elección de la junta. Puede disminuir la entrada de contaminantes mediante el uso de limpiaparabrisas o anillos rascadores.

Ataque químico

Diferentes productos químicos causarán diferentes tipos de daños; éstos pueden incluir ampollas, grietas, un cambio en la dureza o decoloración. En algunos casos, ciertas sustancias químicas reaccionan con algunos elastómeros. Esto suele dar lugar a una mayor densidad de reticulación, lo que se traduce en un material más rígido y frágil. También es posible que se produzca una escisión de la cadena, lo que provoca una reducción de la resistencia. La pérdida de integridad se debe a una reducción de la densidad de los enlaces cruzados, lo que da lugar a un material adhesivo a menudo más blando que el material original.

Solución: Es fundamental seleccionar el material elastómero adecuado para garantizar que la junta sea compatible con el medio de aplicación. El calor excesivo y la presión sobre las juntas de elastómero agravan los ataques químicos. Tameson dispone de una guía en línea sobre la compatibilidad química de los principales tipos de materiales elastómeros, que puede consultar a la hora de elegir un utilizando nuestra guía en línea.

Hinchazón química

La hinchazón química se produce debido a la similitud química entre el elastómero y el medio; posteriormente, el medio se infiltra en el elastómero. A medida que el volumen de la junta aumenta, el efecto de sellado se ve comprometido y la junta pierde su integridad. Como resultado del hinchamiento químico, pueden perderse propiedades físicas como la resistencia a la tracción y la junta es más grande que el tamaño original. Puede ocurrir en todo el sello o en lugares localizados que han sido expuestos al medio químico.

Solución: Elija un sellador de elastómero con una resistencia probada a los entornos químicos. Puede utilizar nuestra guía en línea para encontrar la compatibilidad química de los principales tipos de materiales utilizados en los elastómeros.

Salida de gases

Cuando se produce la desgasificación dentro de una junta tórica, no suele haber cambios visibles. En casos extremos, se puede observar una contracción. El desprendimiento de gases se produce cuando un elastómero expulsa sustancias en condiciones de vacío. Estos componentes pueden ser una parte de la formulación del elastómero, los productos de descomposición de los componentes u otros gases capturados en la matriz del polímero durante el proceso de moldeo. En el caso de las aplicaciones de semiconductores, las moléculas expulsadas pueden afectar al procesamiento de las obleas causando contaminación. En las aplicaciones industriales, puede dificultar el rendimiento del vacío.

Solución: Los polímeros puros y los materiales sin ingredientes volátiles (p. ej., plastificantes, ceras, etc.) permiten reducir las emisiones de gases. También es beneficioso utilizar materiales clasificados para la temperatura correcta necesaria para mantener la emisión de gases al mínimo.

Degradación térmica

La degradación térmica se manifiesta en forma de grietas radiales en las superficies que soportan las mayores temperaturas. Las superficies también pueden volverse más brillantes en algunas partes si el material de la junta es susceptible de reblandecimiento térmico. Es habitual que la degradación térmica vaya acompañada de un juego de compresión si se ha superado el límite superior de temperatura del material de la junta elegido o se han producido ciclos de temperatura excesivos. La densidad de los enlaces cruzados en los elastómeros puede aumentar a altas temperaturas, haciendo que se vuelvan más duros y menos elásticos.

Solución: Debe seleccionar un material con mayor resistencia a la temperatura. Existen varios proveedores de juntas de alta temperatura fiables que pueden soportar temperaturas de hasta +325°C (+617°F), fabricadas con compuestos perfluoroelastoméricos que contienen una gran cantidad de flúor (FFKM).

Degradación UV

Las superficies expuestas de la junta tórica presentarán una decoloración en las primeras etapas, con una exposición excesiva que conducirá a la formación de grietas y a la desintegración en casos graves. Cuando un material elastómero se expone a la luz ultravioleta, puede tener efectos destructivos. La luz ultravioleta tiene una longitud de onda corta; por lo tanto, tiene un alto nivel de energía, lo que la hace capaz de interactuar con la estructura molecular de un elastómero que está expuesto. Estas condiciones suelen provocar la rotura y el agrietamiento de las cadenas de polímeros, lo que permite la entrada de agua y el fallo prematuro.

Solución: En general, los materiales de color negro tienden a resistir los daños causados por los rayos UV más que otros colores; los materiales fluorados también muestran cierta resistencia. Para los procesos UV utilizados en los procedimientos de esterilización y la fabricación de semiconductores, existen soluciones especializadas.