La substitució de les juntes metàl·liques per juntes de goma és habitual en el manteniment o la modernització d'equips (per exemple, per reduir costos, simplificar la instal·lació o adaptar-se a medis específics). Tanmateix, les diferències significatives en les propietats físiques i químiques entre el metall i el cautxú poden provocar fallades de les juntes o riscos de seguretat si no es tracten adequadament. Aquest article descriu les precaucions clau per garantir la fiabilitat i la seguretat.
I. Avaluació de viabilitat:No tots els escenaris són adequats
- Compatibilitat de les condicions de funcionament
- Rang de temperatura:
- El cautxú té una resistència a la calor més baixa (NBR: ~100 °C; FKM: ~250 °C) que el metall (800 °C+).
- VerificaLes temperatures de funcionament/màximes han d'estar en línia amb els límits de goma.
- Pressió i valor fotovoltaic:
- El cautxú suporta una pressió més baixa (<10 MPa); la calor de fricció a altes velocitats accelera l'envelliment.
- ComprovarLa pressió/velocitat de lliscament del sistema no ha de superar els límits de disseny del cautxú.
- Compatibilitat amb els mitjans de comunicació:
- El cautxú es pot inflar/degradar en olis, dissolvents o productes químics (per exemple, el NBR falla amb cetones; el FKM amb amines).
- Pas crític: Compareu la composició del medi amb les taules de compatibilitat del cautxú (ISO 6072/ASTM D471).
- Ambients abrasius:
- Les partícules acceleren el desgast del cautxú (el metall resisteix millor l'abrasió).
- AvaluarNeteja dels suports; afegiu-hi netejadors si cal.
- Rang de temperatura:
- Límits de seguretat i reglamentaris
- Medis perillosos(per exemple, GNL, oxigen líquid, àcids):
- El cautxú té una permeabilitat més alta → risc de fuites.
- Complir: Normes API 682 (segells mecànics), ASME B31.3 (canonades).
- Seguretat contra incendis:
- El cautxú crema (el metall no); utilitzeu cautxú ignífug (per exemple, FEPM) o eviteu la seva substitució en petroquímica/aviació.
- Medis perillosos(per exemple, GNL, oxigen líquid, àcids):
Conclusió: Fesno substituirsi les condicions superen els límits del cautxú (relació tèrmica/pèssic elevada, medis perillosos, abrasió).
II. Adaptació estructural:Superant les diferències entre el metall i el cautxú
Paràmetre | Trets del segell metàl·lic | Requisits de segellat de goma |
---|---|---|
Secció transversal | Junta tòrica sòlida/buida, junta en C | Geometria de la ranura coincident (junta tòrica/rectangular). |
Taxa de compressió | Baixa (deformació plàstica) | Alt (15–30%); assegurar un espai elàstic. |
Bretxa d'extrusió | Resisteix l'extrusió (rígid) | Controlar estrictament la bretxa(afegiu anells antiextrusió). |
Instal·lació | Protecció contra vores afilades | Xamflar/esbarbarper evitar talls. |
- Accions clau:
- Mesureu les dimensions originals del segell metàl·lic (diàmetre interior, secció transversal).
- Redisseny de solcsCalcula la compressió/espai segons les normes de cautxú (per exemple, AS 568A).
III. Selecció de materials:Compensació de les diferències de rendiment
Escenari de segell metàl·lic | Alternativa al cautxú | Precaucions |
---|---|---|
Alta temperatura (>250 °C) | Perfluoroelastòmer (FFKM) | Cost elevat; validar l'envelliment a llarg termini. |
Resistència química | FKM (àlcali feble), EPDM (àlcali fort) | Eviteu el NBR (baixa resistència als àcids). |
Baixa fricció | Goma recoberta de PTFE/goma composta | Verificar l'adherència del recobriment. |
Resistència a l'abrasió | Poliuretà (PU) | Evitar la humitat/calor (risc d'hidròlisi). |
- Requisits especials:
- ConductivitatAfegiu farcits de carboni/metall per a la dissipació estàtica (entorns explosius).
- Segellat al buitUtilitzeu cautxú amb baixa desgasificació (per exemple, FKM).
IV. Instal·lació i manteniment:Prevenció d'errors humans
- Ajustos d'instal·lació
- Sense eines afiladesLa goma es talla fàcilment (feu servir eines de niló).
- LubricantGreix de silicona (evitar olis a base de petroli amb NBR).
- Compressió uniforme: Eviteu la torsió durant la instal·lació.
- Gestió del cicle de vida
- Intervals de servei més curts: El cautxú envelleix més ràpid que el metall.
- Monitorització de fuitesInstal·lar sensors per a la detecció precoç d'avaries.
V. Escenaris de substitució i casos de risc
Escenari | Substitució viable | Trampes d'alt risc |
---|---|---|
Vàlvula d'aigua de baixa pressió | Junta tòrica d'EPDM (en comparació amb junta de coure) | Verificar la resistència a l'ozó (EPDM > NBR). |
Segellat del cilindre hidràulic (<20 MPa) | Còpia de seguretat de PU + FKM (en comparació amb l'anell en C metàl·lic) | Prova d'estabilitat de la hidròlisi del PU. |
Segell de rodaments de maquinària alimentària | Silicona (VMQ) (vs. segell de llavi d'acer inoxidable) | Evitar el contacte amb el lubricant (inflamació). |
Junta d'escapament d'automòbils | Composite de grafit-cautxú (vs. metall) | Temperatures >300 °C → rarament factibles. |
Conclusió:Tres principis de substitució
- Condicions primerNo substituïu mai si T/P/suports són incompatibles.
- Redisseny estructural: Modificar solcs/afegir anells, mai un intercanvi directe.
- Cost del cicle de vidaUn manteniment freqüent de la goma pot compensar l'estalvi.
Avís finalEn els sectors nuclear, aeroespacial o químic d'alt risc, els segells metàl·lics sovint són irreemplaçables. Consulteu sempre els enginyers de segells/OEM abans de canviar.
Data de publicació: 30 de juliol de 2025