Juntas hidráulicas y prevención de fallos en el sellado

Para funcionar correctamente, las juntas tienen que soportar temperaturas extremas, altas presiones, elementos químicos y contaminantes. Los elementos de sellado pueden estar compuestos de diversos materiales, por lo que la elección de la junta correcta no es una labor trivial; hace falta plantearse y conocer no solo la máquina o el equipo para el que se utilizará el sello, sino también los posibles efectos del entorno en la junta.

Un fallo en el sellado conduce a problemas en el equipo y costes de parada de las máquinas. Y mientras las juntas resultan duraderas si se utilizan correctamente, mal utilizadas pueden causar serios problemas.

Incluso cuando un sistema hidráulico continúa operando correctamente aun con fugas, al final éstas siempre acabarán resultando caras. Seis gotas de aceite al minuto goteando de un conector en un sistema hidráulico que suponen un volumen de 0,5 ml por cada gota, son 179,8 litros al año y más de cien euros de aceite adicional. Un goteo constante de 0,16 cm de diámetro supone hasta 1.968 litros de pérdida de aceite al año. Esto multiplicado por el número de juntas utilizadas puede llevar a una gran suma de costes.

Sin embargo, estos problemas pueden prevenirse si se conocen cuáles son las causas que originan los fallos en la junta hidráulica y cómo prevenirlas. Así, mientras todas las juntas acaban desgastándose, las causas más comunes de un fallo prematuro incluyen una instalación incorrecta, contaminación, exceso de temperatura, alta presión o velocidad y erosión química:

• Instalación incorrecta. Una junta instalada incorrectamente puede fallar de diferentes maneras debido a una manipulación errónea, contaminación o, incluso, por estar mal ajustada en la aplicación. Una instalación incorrecta puede derivar en roturas y rasguños de la junta y, consecuentemente, derivar en fallos de ésta. Puede incluso instalarse del revés, provocando inmediatamente fugas. El lugar donde se va a colocar el sello debe medirse correctamente, para que encaje a la perfección. Si la medida no es correcta, la junta o sello puede o bien romperse (si es demasiado grande) o no sellar en absoluto (si es demasiado pequeña). Por ejemplo, el tamaño de una junta tórica lo determinan el diámetro de la junta (el diámetro del agujero en el hueco donde la junta deberá ir encajada), el diámetro exterior de la junta y la anchura de la junta (la anchura total de la junta). Las juntas se miden para adaptarse a un determinado eje o diámetro de varilla y se identifican como tal. Una junta solo debería utilizarse en las medidas para las que ha sido diseñada.
• Contaminación. Virutas metálicas, polvo, suciedad, barro, arena y otras partículas de sólidos pueden acumularse durante el rendimiento y dañar la junta, posiblemente penetrando en el área protegida. Las causas pueden deberse a suciedad en el cilindro interno, un desgaste del cilindro con el tiempo, filtros obstruidos, aceite sucio o unas escobillas que no limpien correctamente. Cualquier líquido utilizado en estas aplicaciones debería estar perfectamente limpio de residuos.
• Exceso de temperatura. El calor puede causar que el elastómero se endurezca y provocar el deterioro de la junta, rompiéndola y agrietándola. El material se puede romper, causando una mayor contaminación. Generalmente, hay un rango de temperatura óptima establecido para cada uso concreto de sellos hidráulicos y neumáticos y es el que debería aplicarse. Una mayor temperatura también acelera el envejecimiento; la temperatura de la aplicación y la fricción constante pueden reducir significativamente la expectativa de vida de una junta hidráulica. Por ejemplo, si se ven las grietas de un axial en el borde de un sello al reemplazarlo, el sello podría haber estado expuesto a temperaturas excesivamente altas. Por otro lado, cuando el ambiente de trabajo es muy frío la junta podría quebrarse.
• Presión elevada. Cuando se estira una junta por encima de sus límites y falla puede ser por una sobrepresurización. Los tipos de fallos pueden ser desde grietas hasta una ruptura completa de la estructura. Controle el incremento de presión y asegúrese de que el diseño de la junta es apto para la presión indicada en la aplicación. Al igual que la temperatura, la presión recomendada para un rendimiento óptimo viene especificada por el fabricante para cada junta. En el caso de Seals-Shop, todos los productos están previstos para servir en diversas aplicaciones hidráulicas o neumáticas, desde sistemas hidráulicos ligeros hasta sellos giratorios de alta resistencia y aplicaciones estáticas, y cuyas especificaciones de presión y temperatura pueden identificarse fácilmente a la hora de seleccionar cada producto. Cuando se supera la presión recomendada, la junta se desgasta más rápidamente. Además, utilizando el lubricante o aceite incorrecto puede perjudicar la densidad del fluido engordándolo demasiado o haciéndolo resbaladizo, causando una presión hidráulica incorrecta en la junta.
• Rotación a alta velocidad. Si se utiliza en un entorno que requiere una velocidad específica (como un eje giratorio), el sello puede no soportar la velocidad de rotación. Los sellos están diseñados para funcionar con una buena lubricación entre el sello de labio y el área en movimiento. El grosor de la película de lubricante establece el nivel de fricción. Cuando la velocidad aumenta, la fricción disminuye al principio pero con el tiempo, ante una velocidad creciente, la fuerza de fricción aumentará causando el desgaste de las juntas. Las velocidades por encima o debajo de los rangos recomendados en las especificaciones de cada producto llevan a unos valores de fricción que aumentan fuertemente afectando al material del sello.
• Deterioro químico. Un fluido corrosivo o una composición química incompatible, como aditivos de aceite, pueden romper el material de la junta. Esto puede ocurrir cuando se ha elegido una junta con material inadecuado para una aplicación concreta, ya que conectar una junta a un sistema hidráulico utilizando fluidos químicos ocasiona roturas materiales o extrusiones al material de sellado. El deterioro químico puede manifestarse bien al hincharse o contraerse la junta.

Para prevenir fugas no solo hay que seleccionar e instalar el componente correcto para la aplicación concreta, sino mantener las condiciones, que permiten que el componente continúe funcionando sin fugas. Para un rendimiento óptimo del elemento de sellado, los diseñadores deben saber qué productos existen para evitar las fugas para cada aplicación específica y cómo instalarlos. Los productos están para reducir o eliminar el problema de las fugas, pero la clave está en seleccionar el producto adecuado y en colocarlo correctamente para la aplicación disponible.

Seals-Shop ofrece una amplia gama de productos de la marca Trelleborg para diversas aplicaciones, desde sistemas hidráulicos ligeros hasta juntas de alta presión. Con materiales como termoplásticos de alto rendimiento, polímeros y elastómeros, todas las juntas en la plataforma online están específicamente diseñadas para conseguir que un sistema alcance su rendimiento óptimo y la máxima duración con el mínimo de mantenimiento.

Las juntas tóricas, la junta más conocida, se utilizan fundamentalmente en aplicaciones de sello estático (donde no hay movimiento entre las superficies de sellado o entre la superficie de la junta y su superficie de unión). Seals-Shop ofrece juntas tóricas con juntas transversales en un rango de 0,8 a 8,4 mm y un diámetro interior de hasta 810 mm. Las juntas tóricas pueden utilizarse para sellar prácticamente todos los medios líquidos y gaseosos y están disponibles en elastómero y otros materiales, incluidos caucho de monómero de etileno propileno dieno (EPDM), fluoroelastómeros (FKM) y caucho nitrilbutadieno (NBR).

Los sellos para vástagos hidráulicos previenen fugas de fluidos desde el interior del cilindro hidráulico al exterior. Aquí se puede encontrar una amplia gama de sellos para vástagos para sistemas de acción simple y de acción doble. Los sellos para vástagos están disponibles como productos Turcon (PTFE) y U cups (PU) de poliuretano Zurcondonde el diseño se centra en una baja fricción, una forma compacta y una fácil instalación.

Los sellos para pistón se instalan en la cabeza del cilindro y sellan el orificio de éste para asegurar que los fluidos presurizados no goteen. Esto permite que se acumule la presión en un lado del pistón, haciendo que el cilindro se expanda o se retraiga. Los sellos para pistón pueden ser de doble efecto (presión en ambos lados) o de simple efecto (presión en un lado) y están disponibles en diferentes materiales dependiendo de su aplicación.

Los anillos de desgaste Slydring, diseño propiedad de Trelleborg Sealing Solutions, conducen el pistón y el vástago del pistón dentro del cilindro hidráulico, previniendo el contacto entre metales. Los anillos de desgaste para cilindros hidráulicos Slydring pueden obtenerse en tres materiales diferentes: Turcite para aplicaciones de intensidad baja a media donde hay fuerzas radiales limitadas; HiMod para aplicaciones de intensidad media a alta; y materiales Orkot para aplicaciones de alta intensidad donde hay fuerzas radiales altas.