En el mundo de los sistemas de transferencia de fluidos, los acoplamientos rápidos desempeñan un papel fundamental para garantizar conexiones eficientes y sin fugas. Un componente fundamental de estos acoplamientos es el anillo de sellado, que garantiza un sellado hermético y evita fugas. La selección del material adecuado para el anillo de sellado es crucial para el rendimiento y la longevidad de los acoplamientos rápidos. En esta publicación del blog, analizaremos en profundidad los distintos materiales de anillo de sellado que se utilizan en los acoplamientos rápidos y sus respectivas ventajas.
La importancia de los anillos de sellado
Los anillos de sellado son esenciales para mantener la integridad de los acoplamientos rápidos. Proporcionan una barrera que evita que el fluido se escape y que los contaminantes entren en el sistema. El material adecuado para el anillo de sellado puede mejorar la durabilidad, la resistencia química y la tolerancia a la temperatura del acoplamiento, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones.
Materiales comunes para anillos de sellado
1. Caucho de nitrilo (NBR)
El caucho de nitrilo (NBR), también conocido como Buna-N o caucho de acrilonitrilo butadieno, es un copolímero de caucho sintético de acrilonitrilo (ACN) y butadieno. Es conocido por su excelente resistencia a los aceites, combustibles y otros productos químicos, lo que lo convierte en un material popular en diversas aplicaciones industriales.
Propiedades del caucho nitrilo (NBR)
- Resistencia a los aceites y a los productos químicos: el NBR es muy resistente a los aceites y combustibles derivados del petróleo, así como a muchos otros productos químicos. Esto lo hace ideal para aplicaciones que impliquen exposición a dichas sustancias.
- Rango de temperatura: el NBR puede funcionar normalmente en un rango de temperatura de -40 °C a 120 °C (-40 °F a 248 °F). Algunos grados especializados pueden soportar temperaturas incluso más altas.
- Resistencia a la abrasión: NBR tiene buena resistencia a la abrasión, lo que contribuye a su durabilidad en aplicaciones exigentes.
- Flexibilidad y resiliencia: A pesar de su fuerza y resistencia, el NBR mantiene un buen nivel de flexibilidad y resiliencia, lo cual es esencial para aplicaciones de sellado.
- Resistencia al agua: NBR también ofrece buena resistencia al agua, lo que lo hace útil en diversas aplicaciones de sellado y juntas.
Caucho de nitrilo (NBR) en acoplamientos rápidos
El caucho de nitrilo (NBR) es el material de sellado que se utiliza en la mayoría de los acoplamientos rápidos. El fluido que pasa a través de la mayoría de los acoplamientos rápidos hidráulicos es aceite hidráulico. El caucho de nitrilo se puede utilizar en estas aplicaciones. En comparación con otros materiales de sellado, el caucho de nitrilo es relativamente barato y tiene una mejor resistencia al desgaste. Por lo tanto, el caucho de nitrilo es la primera opción para la mayoría de los materiales de sellado de acoplamientos rápidos. La mayoría de los acoplamientos rápidos, cuando los clientes no tienen requisitos especiales, casi todos optan por los sellos de nitrilo.
Variaciones y grados
El NBR se puede formular en diferentes grados para adaptarse a aplicaciones específicas. Las variaciones en el contenido de acrilonitrilo pueden ajustar el equilibrio entre la resistencia al aceite y la flexibilidad. Un mayor contenido de acrilonitrilo aumenta la resistencia al aceite pero reduce la flexibilidad, mientras que un menor contenido de acrilonitrilo mejora la flexibilidad pero disminuye la resistencia al aceite.
Limitaciones del NBR
Si bien el NBR tiene muchas propiedades ventajosas, también tiene algunas limitaciones:
- Resistencia al ozono y a los rayos ultravioleta: el NBR no es inherentemente resistente al ozono y a los rayos ultravioleta, lo que puede hacer que se degrade con el tiempo cuando se expone a entornos exteriores. Para los acoplamientos rápidos, esto no suele ser un gran problema, ya que el anillo de sellado suele instalarse dentro del acoplamiento rápido. Pero esto plantea algunos requisitos para la conservación de los anillos de sellado. No guarde el sello en un área que esté fácilmente expuesta a la luz solar directa. Al mismo tiempo, para los equipos hidráulicos que se utilizan al aire libre. Cuando se desconecta el acoplamiento rápido, es mejor proteger el conector rápido con una tapa antipolvo. También tiene un cierto grado de protección para el sello.
- Temperaturas extremas: aunque tiene un buen rango de temperaturas, el NBR no es adecuado para temperaturas extremadamente altas o bajas en comparación con otros elastómeros como la silicona o el fluorocarbono. La temperatura es un factor particularmente importante en la selección de diferentes materiales de sellado para conectores rápidos. Cuando la temperatura de funcionamiento supera los 100 °C, generalmente usamos FKM para reemplazar los materiales NBR.
El caucho de nitrilo (NBR) es un material versátil y confiable que se usa ampliamente en industrias donde la resistencia a aceites, combustibles y productos químicos es crucial. Su equilibrio de propiedades lo convierte en una opción ideal para la mayoría de los acoplamientos rápidos que se usan en muchas industrias. Si comprende sus fortalezas y limitaciones, podrá comprender mejor por qué el NBR es una opción tan popular para sellos, juntas, mangueras y más.
2. Vitón® (FKM)
El FKM es un tipo de caucho sintético conocido como fluoroelastómero. Este material se caracteriza por su alta resistencia a los productos químicos, al calor y a los aceites, lo que lo hace adecuado para aplicaciones exigentes. Viton® es una marca de FKM, producida específicamente por DuPont (ahora bajo el nombre de Chemours). Es una de las marcas de fluoroelastómeros más reconocidas y utilizadas.
Propiedades del FKM
- Resistencia química: Excelente resistencia a una amplia gama de productos químicos, incluidos hidrocarburos, ácidos, álcalis y disolventes. En la mayoría de los acoplamientos rápidos de acero inoxidable, normalmente elegimos juntas FKM, ya que los acoplamientos rápidos de acero inoxidable suelen utilizarse en aplicaciones en las que se transportan líquidos corrosivos. El FKM es resistente a la corrosión de la mayoría de los líquidos químicos. En la mayoría de los casos, los clientes no experimentarán fugas debido a la compra del material de sellado incorrecto para los conectores rápidos.
- Rango de temperatura: Capaz de soportar temperaturas de -20 °C a 200 °C (-4 °F a 392 °F) y, en algunas formulaciones, incluso más altas. Por lo general, cuando la temperatura de trabajo real de los acoplamientos rápidos supera los 100 °C, recomendaremos a los clientes que utilicen juntas de material FKM. Por ejemplo, para algunos acoplamientos rápidos de herramientas hidráulicas de alta presión, ayudaremos a los clientes a reemplazar las juntas NBR originales con FKM y, para los acoplamientos rápidos utilizados en la industria de esterilización por vapor, los reemplazaremos con juntas FKM.
- Durabilidad: Alta resistencia al ozono, a la intemperie y al envejecimiento, lo que aumenta su longevidad en entornos hostiles. En comparación con el NBR, el FKM tiene un rendimiento más estable. Por lo tanto, en algunas aplicaciones, los clientes prefieren utilizar FKM.
- Propiedades mecánicas: Buena resistencia mecánica y flexibilidad, manteniendo el rendimiento bajo altas presiones y condiciones dinámicas.
Aplicaciones del FKM en acoplamientos rápidos
- Industria automotriz para sellos, juntas tóricas y empaquetaduras.
- Industria aeroespacial para sistemas de combustible y sistemas hidráulicos.
- Procesamiento químico para equipos que manejan productos químicos agresivos.
- Industria del petróleo y el gas para sellar componentes expuestos al petróleo crudo y otras sustancias agresivas.
En la mayoría de estas aplicaciones, los sellos FKM se utilizan junto con materiales de acero inoxidable, lo que garantiza que los acoplamientos rápidos tengan un rendimiento muy estable en estos entornos hostiles.
Viton®
Viton® es una marca de FKM, producida específicamente por DuPont (ahora bajo el nombre de Chemours). Es una de las marcas de fluoroelastómeros más reconocidas y utilizadas.
- Garantía de marca: Como producto de marca, Viton® es conocido por su calidad y rendimiento constantes y cumple con los estrictos estándares de la industria.
- Compatibilidad química: Viton® ofrece una resistencia superior a una gama más amplia de productos químicos, incluidos combustibles y ácidos agresivos.
- Estabilidad de temperatura: Puede operar eficazmente en temperaturas extremas, manteniendo la elasticidad y las propiedades mecánicas.
- Grados de Viton®: Viton® está disponible en varios grados adaptados a aplicaciones específicas.
3. EPDM (monómero de etileno propileno dieno)
EPDM (Etileno Propileno Dieno Monómero) es un tipo de caucho sintético ampliamente utilizado para materiales de sellado debido a sus excelentes propiedades y versatilidad. EPDM tiene buena resistencia al agua y al vapor y es adecuado para la industria alimentaria, puede estar en contacto con alimentos y no contamina. Una gran cantidad de nuestros clientes se utilizan en la industria alimentaria y puede pasar por agua, vapor y otras aplicaciones.
Propiedades del EPDM
- Resistencia a la intemperie y al ozono: el EPDM tiene una resistencia excepcional al ozono, a los rayos UV y a la intemperie, lo que lo hace muy adecuado para aplicaciones en exteriores donde la exposición a los elementos es un problema.
- Rango de temperatura: Puede funcionar eficazmente dentro de un rango de temperatura de -50 °C a 150 °C (-58 °F a 302 °F), lo que lo hace adecuado para entornos de baja y alta temperatura.
- Resistencia al agua y al vapor: EPDM ofrece una excelente resistencia al agua y al vapor, lo que lo hace ideal para aplicaciones que involucran fluidos a base de agua y sistemas de vapor.
- Resistencia química: Tiene buena resistencia a una variedad de sustancias químicas, incluidos muchos ácidos, álcalis y solventes polares. Sin embargo, no es resistente a hidrocarburos, aceites y combustibles.
- Flexibilidad y elasticidad: EPDM es conocido por su excelente flexibilidad y elasticidad, lo que ayuda a mantener un sello confiable bajo diversas tensiones y movimientos mecánicos.
- Aislamiento eléctrico: EPDM es un buen aislante eléctrico, lo que puede resultar ventajoso en aplicaciones que requieren materiales no conductores.
Aplicaciones de EPDM en acoplamientos rápidos
- Sistemas HVAC: Se utiliza comúnmente en sistemas HVAC para sellar conductos y como material de aislamiento, gracias a su tolerancia a la temperatura y resistencia al vapor y al agua. Los acoplamientos rápidos utilizados en los acondicionadores de aire suelen utilizar este material de sellado: EPDM. Las marcas nacionales como Midea y Gree utilizarán conectores rápidos que contienen este material.
- Industria automotriz: El EPDM se utiliza para burletes, sellos y juntas en vehículos debido a su durabilidad y resistencia a condiciones climáticas y temperaturas extremas. Se dice que algunos conectores rápidos utilizados en sistemas de drenaje de automóviles utilizan este material. Sin embargo, este tipo de conector rápido generalmente no se procesa con metal, por lo que nunca hemos tenido contacto con él. El material de este conector rápido es plástico o nailon, lo que excede nuestra capacidad de fabricación.
- Sistemas de agua y aguas residuales: Los sellos de EPDM se utilizan en sistemas de plomería y aguas residuales debido a su resistencia al agua y a diversos agentes de limpieza. Algunos de nuestros clientes del sudeste asiático utilizan conectores rápidos de latón o acero inoxidable en sus sistemas de suministro de agua domésticos y requieren este tipo de material de sellado.
- Aplicaciones industriales: En entornos industriales, EPDM se utiliza para sellos, juntas y mangueras que necesitan soportar la exposición al agua, vapor y diversos productos químicos.
Ventajas del EPDM
- Longevidad: Los sellos de EPDM tienen una larga vida útil, incluso en condiciones ambientales adversas, debido a su excelente resistencia a la intemperie y al envejecimiento.
- Rentable: El EPDM es generalmente más asequible que otros elastómeros de alto rendimiento y ofrece una solución rentable para muchas aplicaciones de sellado.
- Versatilidad: La amplia gama de propiedades del material lo hace adecuado para diversas aplicaciones en diferentes industrias.
Limitaciones del EPDM
- Sensibilidad a los hidrocarburos: el EPDM no es resistente a los hidrocarburos, aceites y combustibles. Para aplicaciones que involucran estas sustancias, otros materiales como NBR o FKM serían más apropiados. Por lo tanto, no utilizaremos EPDM como material de sellado predeterminado para los acoplamientos rápidos comunes. Para la mayoría de los acoplamientos rápidos de acero inoxidable, normalmente utilizamos FKM como material de sellado predeterminado. Solo cuando los clientes sepan que el EPDM se puede utilizar en su entorno, cambiaremos al material EPDM según los requisitos del cliente. De hecho, en muchos escenarios de aplicación, como vapor, agua y otros entornos, el EPDM funciona mejor. Esto es para evitar que los clientes utilicen conectores rápidos con sellos de EPDM en entornos inadecuados. En términos relativos, el FKM tiene una gama más amplia de aplicaciones.
- Resistencia mecánica: si bien el EPDM tiene buena flexibilidad y resiliencia, es posible que no ofrezca el mismo nivel de resistencia mecánica que otros elastómeros, lo que puede ser un factor a considerar en aplicaciones de alto estrés.
EPDM es un material de sellado altamente versátil y confiable conocido por su excelente resistencia a la intemperie, al ozono, al agua y al vapor. Su amplio rango de temperatura y resistencia química (excluidos los hidrocarburos) lo hacen adecuado para una variedad de aplicaciones, desde sistemas automotrices y HVAC hasta usos industriales y de construcción. En la industria de acoplamientos rápidos, debido a que los clientes utilizan fácilmente los acoplamientos rápidos en sistemas hidráulicos. Por lo tanto, generalmente no utilizamos EPDM como material de sellado predeterminado para productos de acoplamiento rápido. Cuando los clientes necesitan utilizar este tipo de anillo de sellado (EPDM), deben enviarnos los requisitos. En nuestra tienda en línea, generalmente no es posible comprar acoplamientos rápidos equipados con este tipo de material de anillo de sellado (EPDM). Si el conector rápido que necesita debe instalarse en una aplicación que pasa a través de agua o vapor, EPDM será un buen material de sellado de reemplazo. Puede extender la vida útil.
4. PTFE (politetrafluoroetileno)
El politetrafluoroetileno (PTFE) es un fluoropolímero sintético de alto rendimiento ampliamente conocido por su notable resistencia química, propiedades antiadherentes y tolerancia a altas temperaturas. En los acoplamientos rápidos, el PTFE se utiliza a menudo para juntas. Se utilizan junto con anillos de sellado que serían de material NBR o FKM o EPDM. A continuación, se ofrece una descripción detallada del PTFE:
Propiedades del PTFE
- Resistencia química: el PTFE es casi completamente inerte a una amplia gama de sustancias químicas, incluidos ácidos, bases y solventes. Esta excepcional resistencia química lo hace ideal para su uso en entornos químicos agresivos.
- Tolerancia a la temperatura: El PTFE puede soportar temperaturas que oscilan entre -200 °C y 260 °C (-328 °F y 500 °F), lo que lo hace adecuado tanto para aplicaciones criogénicas como de alta temperatura.
- Propiedades antiadherentes: el PTFE tiene un coeficiente de fricción muy bajo, lo que le confiere excelentes propiedades antiadherentes. Por este motivo, el PTFE se utiliza a menudo como revestimiento para utensilios de cocina y otras superficies en las que no es deseable que se peguen.
- Aislamiento eléctrico: El PTFE es un excelente aislante eléctrico, que mantiene sus propiedades aislantes en un amplio rango de temperaturas y frecuencias.
- Baja absorción de agua: el PTFE es altamente hidrófobo, lo que significa que repele el agua y no absorbe la humedad. Esto lo hace adecuado para aplicaciones donde la resistencia al agua es fundamental.
- Propiedades mecánicas: El PTFE tiene buena resistencia mecánica, aunque es más blando que otros plásticos de ingeniería. Puede reforzarse con rellenos como vidrio o carbono para mejorar sus propiedades mecánicas.
Ventajas del PTFE
- Inercia: Su inercia química hace que el PTFE sea adecuado para su uso con casi cualquier sustancia química.
- Rango de temperatura: La capacidad del PTFE de soportar temperaturas extremadamente bajas y altas lo hace versátil para muchos entornos diferentes.
- Baja fricción: Sus propiedades antiadherentes dan como resultado una baja fricción, lo que puede reducir el desgaste y el consumo de energía en las partes móviles.
- Aislamiento eléctrico: Las excelentes propiedades aislantes del PTFE lo hacen valioso en aplicaciones eléctricas y electrónicas.
- Hidrofobicidad: Su resistencia a la absorción de agua se suma a su durabilidad en ambientes húmedos.
Limitaciones del PTFE
- Resistencia mecánica: si bien el PTFE tiene buenas propiedades mecánicas, es más blando y más propenso a deformarse bajo carga que otros plásticos de ingeniería.
- Desgaste y fluencia: el PTFE puede presentar desgaste y fluencia bajo tensión mecánica, especialmente a temperaturas elevadas. El refuerzo con rellenos puede mitigar este problema hasta cierto punto.
- Costo: El PTFE puede ser más costoso que otros plásticos, lo que podría ser un factor a considerar en aplicaciones sensibles a los costos.
El PTFE es un material versátil y muy valioso conocido por su excelente resistencia química, tolerancia a la temperatura y propiedades antiadherentes. Sus características únicas lo hacen indispensable en una amplia gama de industrias, desde el procesamiento químico y el aislamiento eléctrico hasta los dispositivos médicos y el procesamiento de alimentos. En los acoplamientos rápidos, normalmente utilizamos materiales de PTFE como juntas. Luego las utilizamos junto con anillos de sellado hechos de otros materiales (NBR, FKM, etc.). La junta se utiliza principalmente para garantizar el sellado estático. Es decir, para garantizar el sellado en el estado conectado. Y puede evitar el desplazamiento del anillo de sellado durante el proceso de conexión del conector rápido.
5. Caucho de silicona
El caucho de silicona es un elastómero sintético muy versátil y ampliamente utilizado, conocido por su excelente resistencia a la temperatura, flexibilidad y durabilidad. Ofrece una buena resistencia a muchos productos químicos, incluidos el agua, los agentes oxidantes y algunos ácidos y álcalis. Sin embargo, no es adecuado para su uso con la mayoría de los disolventes, aceites y combustibles concentrados. Por lo tanto, el caucho de silicona no suele utilizarse en productos de conectores rápidos. Sin embargo, en algunos escenarios de aplicación especiales, los clientes pueden requerir que el material del anillo de sellado que usamos habitualmente se reemplace con este caucho de silicona.
Biocompatibilidad
El caucho de silicona no es tóxico y es biocompatible, lo que permite su uso en aplicaciones médicas y alimentarias. Esta es una de las razones por las que recibimos algunas solicitudes de clientes para cambiar al caucho de silicona. Porque en la industria alimentaria, aunque el EPDM también puede entrar en contacto con los alimentos, el caucho de silicona es obviamente más seguro para los alimentos. Algunos fabricantes de bebidas requerirán conectores rápidos personalizados que utilicen sellos de caucho de silicona.
Elegir el material adecuado
Para seleccionar el material adecuado para el anillo de sello es necesario tener en cuenta varios factores:
Compatibilidad química
Asegúrese de que el material del anillo de sellado sea compatible con los fluidos y productos químicos a los que estará expuesto. Esto evita la degradación y extiende la vida útil del acoplamiento.
Rango de temperatura
Tenga en cuenta el rango de temperatura de funcionamiento de la aplicación. El material debe mantener sus propiedades y rendimiento dentro de este rango.
Factores ambientales
Evalúe las condiciones ambientales, como la exposición a la luz ultravioleta, el ozono y la intemperie. Elija un material que pueda soportar estos factores sin deteriorarse.
Propiedades mecánicas
Evalúe los requisitos mecánicos, incluida la flexibilidad, la dureza y la deformación por compresión. El material debe proporcionar un sellado confiable bajo diferentes presiones y movimientos.
Conclusión
La mayoría de los acoplamientos rápidos hidráulicos utilizan NBR como material del anillo de sellado y PTFE como junta. Por lo general, se instalan juntos en la ranura dentro del acoplamiento rápido. Cuando se conecta el acoplamiento rápido, el anillo de sellado proporcionará la mayor parte del trabajo de sellado. Una vez conectado, la junta proporcionará más trabajo de sellado. FKM se utiliza a menudo como otra opción. Especialmente en acoplamientos rápidos de acero inoxidable o latón, el acoplamiento rápido de latón o acero inoxidable puede dejar pasar algunos fluidos diferentes (fuera del aceite hidráulico). O la temperatura de funcionamiento puede ser superior a 100 ˚C. Por lo tanto, FKM es el material de sellado predeterminado para adaptarse al entorno de uso. EPDM se instala a menudo como material de sellado según los requisitos del cliente.