Este artículo trata sobre las juntas tóricas encapsuladas, sus ventajas, desventajas y el proceso de fabricación. También le ayudará a comprender el método de calentamiento utilizado en su fabricación y sus diferentes tipos. Si le interesa la mecánica y las juntas tóricas encapsuladas, siga leyendo hasta el final.
¿Qué es una junta tórica encapsulada?
Una junta tórica encapsulada es un sello especializado fabricado con una combinación de dos materiales , que consta de dos partes principales: una capa exterior y un núcleo interior. Este tipo de juntas se utilizan con frecuencia tanto en la industria como en el hogar para evitar fugas de aire, gas o líquidos a través de las juntas.
Estas juntas ofrecen mayor flexibilidad , durabilidad, estabilidad y resistencia química y térmica. Si bien se puede usar cualquier junta tórica o sello de goma, el uso de una junta tórica encapsulada tiene ventajas adicionales.
La junta tórica de doble capa está compuesta por una capa exterior , generalmente de teflón , y un núcleo interior, que puede ser de silicona o Viton . El material exterior de teflón encapsula el núcleo interior, de ahí su nombre: juntas tóricas encapsuladas en teflón.
¿Cómo se fabricaron las juntas tóricas encapsuladas?
La historia de las juntas tóricas se remonta al siglo XX, cuando un maquinista nacido en Dinamarca, Niel Christensen , trabajaba como mecánico de sistemas de frenos para tranvías en los Estados Unidos. Niel Christensen nació en 1865 en Dinamarca y posteriormente se mudó a los Estados Unidos en 1891.
Durante su trabajo como mecánico de sistemas de frenos , probó diferentes materiales para sellar las tuberías y otras juntas y así lograr un mecanismo de frenado eficaz. Fue en 1936 cuando encontró la manera de instalar juntas de goma en los pistones, y tan solo tres años después, en 1939, finalizó con éxito la solicitud de patente.
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Tipos de juntas tóricas encapsuladas
Aunque la finalidad de todas las juntas tóricas encapsuladas es prácticamente la misma, existen pequeñas diferencias en su fabricación y diseño, lo que hace que su función sea un poco más específica.
Las juntas tóricas de núcleo hueco y las de núcleo sólido son los dos tipos de juntas tóricas encapsuladas, según el diseño de su núcleo. Existen otros tipos de juntas tóricas, dependiendo del material utilizado en la cubierta exterior y el núcleo interior, cada una con sus características únicas.
Núcleo sólido
Las juntas tóricas de núcleo sólido están diseñadas específicamente para soportar bajas temperaturas . Esto se debe a que su núcleo interno está relleno de un material llamado silicona o Viton , similar al de los neumáticos de una bicicleta sin cámara.
Las juntas tóricas de núcleo sólido ofrecen una excelente contracción y flexibilidad, lo que las convierte en la mejor opción para su uso en temperaturas gélidas. El material del núcleo también influye significativamente en las características superiores de la junta tórica encapsulada.
La junta tórica con núcleo interno de Viton es conocida por su flexibilidad y capacidad de contracción, mientras que la junta tórica con núcleo interno de silicona es famosa por su resistencia al calor . La junta tórica encapsulada con núcleo sólido es reconocida por mantener su elasticidad.
Núcleo hueco
Las juntas tóricas de núcleo hueco, como su nombre indica, son huecas por dentro , al igual que cualquier neumático de bicicleta inflable. Son similares a las de núcleo sólido, ya que ambas tienen una cubierta exterior de teflón que encapsula el núcleo interno, con la diferencia de que las primeras son huecas por dentro.
La cubierta exterior está fabricada en PFA o FEP , según los requisitos y las condiciones a las que esté expuesta. Por otro lado, el núcleo interno es de FKM (de Viton) o silicona, lo que le confiere la capacidad única de comprimirse en espacios reducidos. Sin embargo, estas juntas tóricas presentan dificultades para recuperar su forma tras la contracción.
FEP
El FEP, acrónimo de etileno propileno fluorado , no es un tipo de junta tórica encapsulada, sino un material específico que conforma un tipo único de junta tórica encapsulada. La mayoría de la gente lo confunde con el teflón, otro material utilizado en el revestimiento exterior de las juntas tóricas encapsuladas.
El FEP también se conoce con otros nombres en la industria, como Neoflon FEP, Teflon FEP y Dyneon FEP. Entre las numerosas ventajas de las juntas tóricas recubiertas de FEP se incluyen una baja fricción y resistencia a temperaturas que oscilan entre -60 °C y +205 °C.
También conserva su flexibilidad a temperaturas criogénicas, lo que demuestra un rendimiento de sellado criogénico eficaz. Además, es altamente resistente a productos químicos corrosivos y no es inflamable.
El FEP tiene una deformación permanente muy baja , lo que indica que puede recuperar su forma original tras ser deformado. Este material puede utilizarse para fabricar diferentes tipos de juntas tóricas, como juntas de silicona sólida encapsuladas en FEP, juntas de resorte de acero encapsuladas en FEP y juntas de silicona hueca encapsuladas en FEP.
PFA
El copolímero de perfluoroalcoxi , abreviado como PFA, es otro material utilizado en juntas tóricas encapsuladas. Es prácticamente idéntico al FEP en todas sus características, salvo que es un poco más avanzado y ofrece mayor resistencia a la temperatura (de -60 °C a +260 °C).
Además, es resistente a una gama más amplia de productos químicos que el FEP, como petróleo, ácidos, nafta, disolventes aromáticos y alcohol.
La PFA posee mayor resistencia mecánica, lo que significa que puede soportar altas presiones y deformaciones. Además, es resistente a las grietas y a condiciones de alta tensión, y se utiliza frecuentemente a nivel industrial donde se requiere alta durabilidad y estabilidad térmica. Sin embargo, también es más cara que el FEP.
Elastómero de nitrilo
Si busca una junta tórica encapsulada para uso común, como el sellado de juntas en contacto con agua, aceites o fluidos hidráulicos, el elastómero de nitrilo es la opción ideal. También conocido como Buna-N o NBR , el elastómero de nitrilo es un caucho de uso general que se utiliza con frecuencia en rangos de temperatura de -50 °C a 120 °C.
Aunque presenta buena resistencia a las temperaturas y a los procesos abrasivos, existe un alto riesgo de daños si se supera el límite.
Por ejemplo, sustancias como las cetonas, los nitrohidrocarburos, los ésteres de fósforo, etc., pueden dañar los anillos. Por ello, los elastómeros de nitrilo solo son adecuados para aplicaciones limitadas en la industria automotriz , ferroviaria, sanitaria y agrícola.
Juntas tóricas de Viton
Las juntas tóricas de Viton son un tipo de junta tórica encapsulada con un núcleo interno de FKM o Viton. La cubierta exterior puede ser de PFA o FEP, según se requiera un núcleo de Viton encapsulado en FEP o en PFA. Además, ofrecen una excelente estabilidad térmica en un rango de temperatura de -40 °C a 250 °C.
En resumen, las juntas tóricas de Viton poseen alta resistencia mecánica, baja resistencia a la deformación permanente por compresión y baja permeabilidad a los gases. Estas características las convierten en la opción ideal para la industria automotriz, aeroespacial y química.
Aunque funcionan bien con petróleo, ácidos, hidrocarburos halogenados y fluidos de silicona, se debe evitar el contacto con ácidos fluorhídricos calientes , ésteres, aminas de bajo peso molecular y Skydrol.
Juntas tóricas de silicona
Al igual que otras juntas tóricas encapsuladas, las juntas tóricas de silicona tienen una excelente estabilidad térmica para temperaturas que oscilan entre -100 °C y 300 °C.
Además, el núcleo interno especialmente diseñado de las juntas tóricas de silicona ofrece una tolerancia excepcional a temperaturas de entre -115 °C y 315 °C durante un tiempo prolongado. Esto las convierte en la opción ideal para zonas donde se prevén fluctuaciones extremas de temperatura.
Al igual que otras juntas tóricas encapsuladas, las juntas tóricas de silicona también funcionan mejor en aplicaciones estáticas.
Además, estas juntas tóricas son reconocidas por su flexibilidad y resistencia a la abrasión . Sin embargo, funcionan mejor con agua, aceite y vapor. Existen dos tipos de juntas tóricas de silicona: con núcleo hueco y con núcleo sólido.
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Beneficios y limitaciones de las juntas tóricas encapsuladas
Hasta ahora, hemos analizado los distintos tipos de juntas tóricas encapsuladas y sus aplicaciones en diversas industrias y condiciones. A continuación, presentamos algunas ventajas de las juntas tóricas encapsuladas que las convierten en una mejor opción que las juntas de plástico o elastoméricas convencionales .
- Estabilidad térmica excepcional para temperaturas de hasta 500 grados Fahrenheit.
- Disponible en diferentes formas y tamaños según su demanda.
- Resistente a productos químicos corrosivos
- Fabricado con materiales no tóxicos aprobados por la FDA
- Altamente flexible y duradero para condiciones de estrés
Estos fueron algunos de los aspectos positivos de utilizar juntas tóricas encapsuladas en lugar de sellos de goma normales. Sin embargo, aquí hay algunas limitaciones que debe conocer antes de trabajar con juntas tóricas encapsuladas.
- La mayoría de estas juntas tóricas funcionan con aplicaciones estáticas.
- Debes comprobar la compatibilidad del material con diversos productos químicos.
- Todos los tipos tienen limitaciones de temperatura, aunque los límites son bastante altos.
Método de calentamiento de juntas tóricas encapsuladas
Las juntas tóricas encapsuladas están fabricadas con materiales duraderos que podrían no estirarse mucho en frío . Para su instalación, se recomienda calentar las juntas tóricas para facilitar el proceso.
El procedimiento ideal es calentar las juntas tóricas en agua caliente a 100 °C durante un máximo de 3 minutos. Después, puede instalarlas donde desee, mientras aún estén calientes.
Por otro lado, también puede utilizar el calentamiento en horno para este procedimiento. Sin embargo, esto podría requerir más tiempo, ya que deberá calentar las juntas tóricas en el horno a 100 °C durante un máximo de 15 minutos. Después, puede seguir el procedimiento de instalación, asegurándose de que las juntas tóricas aún estén calientes.
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Conclusión
Las juntas tóricas encapsuladas destacan por sus excelentes características en diversas industrias. Su excepcional resistencia y compatibilidad con una amplia gama de productos químicos y gases las convierten en la opción ideal. Si bien están disponibles en diversos tamaños y formas, la forma circular o cilíndrica es la estándar y de fácil acceso.
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