Analizando opciones de tratamiento de hilos

El tratamiento proactivo de las tuberías roscadas y los sujetadores con productos de tratamiento de roscas es fundamental para una fabricación eficiente y rentable. Una de las principales causas de fallas en los equipos industriales, el aflojamiento de los sujetadores roscados resulta en millones de dólares en costos de tiempo de inactividad no programados cada año. De manera similar, cada año se desperdician más de mil millones de galones de fluidos industriales por fugas. Más allá del valor de los fluidos y gases perdidos, las fugas afectan la toxicidad, las emisiones, la seguridad, la contaminación y el personal.

Los sujetadores roscados establecen y mantienen las tolerancias en conjuntos que van desde equipos ligeros hasta maquinaria pesada. Para garantizar un rendimiento confiable, es imperativo que las tolerancias especificadas se mantengan durante toda la vida útil del equipo. Para lubricar, proteger, sellar y mantener sujetadores roscados a sus tolerancias originales, se utilizan varias formas de tratamientos de roscas para aumentar la confiabilidad de un ensamblaje. Los tratamientos de roscas se clasifican en tres categorías:selladores de roscas, fijadores de roscas y materiales antiadherentes.

Las fórmulas en barra semisólidas son el
avance más reciente en el tratamiento de hilos .

Fijadores de roscas
Los sujetadores de rosca reciben continuamente varios tipos de tensión diferencial. Las tensiones como la vibración y los golpes, la expansión y contracción térmica y el micro-movimiento de las piezas fijadas pueden reducir la fuerza de sujeción y, en última instancia, provocar fallos en la máquina. Muchos dispositivos mecánicos, como arandelas de resorte, retenedores de cables y pernos de bloqueo, se crearon en un esfuerzo por evitar el aflojamiento incontrolado de los sujetadores. Estos métodos de bloqueo mecánico agregan un costo significativo al ensamblaje del sujetador, pero no pueden prevenir de manera confiable el aflojamiento debido al movimiento de deslizamiento lateral que causa el auto aflojamiento. Tampoco sellan ni evitan la corrosión dentro del ensamblaje y deben tener el tamaño adecuado para el sujetador específico.

Los adhesivos de bloqueo de roscas líquidos son una de las formas más confiables y económicas de garantizar que un conjunto roscado permanezca bloqueado y a prueba de fugas durante toda su vida útil. Aplicados gota a gota a las roscas de los sujetadores, los productos anaeróbicos líquidos llenan las ranuras de las roscas y curan a un plástico duro termoestable cuando se exponen a iones metálicos activos en ausencia de aire. Bloquear las roscas juntas evita el movimiento no deseado o el aflojamiento del sujetador y sella las roscas, evitando fugas o corrosión. El exceso de fijador de roscas que desborda las roscas se limpia fácilmente ya que permanece líquido.

Si bien una superficie debidamente preparada garantiza el rendimiento más uniforme del sellador de roscas en ensamblajes adheridos, los avances en la tecnología anaeróbica han proporcionado productos únicos que limitan la necesidad de una limpieza y preparación de la superficie a fondo. Las nuevas formulaciones de fijadores de roscas ahora curan en superficies metálicas inactivas, toleran superficies aceitosas y permiten especificar la velocidad de curado. Los imprimadores de superficie solo son necesarios cuando se utilizan productos líquidos convencionales en aplicaciones y sustratos difíciles.

Los fijadores de roscas pueden ayudar a prevenir fallas comunes como la desalineación (donde hay una pérdida de carga de la abrazadera). Cuando los ejes de las cajas de engranajes y los motores están alineados, debe apretar correctamente los pernos de montaje para mantener la alineación adecuada. Sin embargo, con el tiempo, estos pernos de montaje pueden aflojarse debido a vibraciones, expansión y contracción térmica o golpes. Esto da como resultado una pérdida de carga de la abrazadera y, en última instancia, una desalineación. El uso proactivo de fijadores de roscas líquidos ayuda a mantener la carga de la abrazadera en este ejemplo y evita la desalineación.

Los fijadores de roscas, disponibles en diferentes resistencias para diferentes aplicaciones, permiten que los sujetadores roscados mantengan presiones de carga críticas de la abrazadera incluso en entornos extremos. Estos adhesivos ofrecen alta resistencia al cizallamiento, muy buena resistencia a la temperatura, curado rápido, fácil dispensación y excelente resistencia a las vibraciones. Hay disponibles nuevas formulaciones anaeróbicas que incluyen variedades insensibles a la superficie, formulaciones de alta temperatura para exposiciones de hasta 450 grados F, materiales químicamente resistentes y formulaciones diseñadas para resistir vibraciones severas.

Considere varios factores para seleccionar el adhesivo de bloqueo de roscas adecuado para una aplicación. Contrariamente a la creencia común, cualquier perno previamente bloqueado con adhesivo de bloqueo de roscas se puede reutilizar simplemente quitando el adhesivo viejo antes de aplicar nuevo material de bloqueo de roscas y volver a ensamblar. Los fijadores de roscas están disponibles en formulaciones de baja resistencia para una fácil remoción, grados de resistencia media que se pueden remover usando herramientas manuales comunes y formulaciones de alta resistencia que ofrecen las más altas capacidades de sujeción. Sin embargo, ningún fijador de roscas es completamente permanente; Incluso los fijadores de roscas de mayor resistencia se pueden quitar con herramientas manuales estándar después de una exposición directa a 450 a 500 grados F durante aproximadamente cinco minutos.

Puede eliminar cantidades significativas de residuos viejos de fijador de roscas con un cepillo rígido. Los niveles leves de residuos de fijador de roscas son compatibles con la próxima aplicación de fijador de roscas, siempre que no restrinjan la reinstalación del sujetador.

Selladores de roscas
Existe la posibilidad de fugas costosas y peligrosas en todos los sistemas de fluidos:gas, vapor o líquido. El grado en que se tolera una fuga varía significativamente con cada aplicación. Por ejemplo, puede ignorar unas pocas gotas de agua por hora que se escapan de un accesorio de tubería en una manguera de drenaje. Sin embargo, permitir que una cantidad similar de agua se filtre en un tablero de distribución eléctrica podría ser desastroso.

La mayoría de las fugas se deben a las juntas de las tuberías. Las uniones roscadas en las tuberías son males necesarios. Los diseñadores de sistemas de tuberías buscan reducir el número de juntas siempre que sea posible, pero sin juntas que se puedan desmantelar, cada reparación requeriría la eliminación de enlaces de tubería masivos. A pesar de los estándares creados para mantener los accesorios uniformes, las roscas de las tuberías cónicas son imprecisas; y durante el curso de uso y reparación, las roscas pueden dañarse y ser aún más vulnerables a fugas. El área donde se unen la cresta y la raíz del hilo forma una ruta de fuga en espiral. Ninguna cantidad de apriete eliminará esto. El sellado de roscas es un intento de bloquear esta ruta de fuga en las conexiones de las tuberías. Los selladores mecánicos de roscas incluyen una variedad de productos tales como cintas de sellado, aditivos, pastas, juntas tóricas y accesorios cónicos. Si bien son efectivos, estos métodos de sellado de tuberías crean problemas con el tiempo.

Las cintas actúan solo como lubricante y pueden triturar, obstruir las tuberías o incluso causar un apriete excesivo, lo que puede dañar las roscas. Las cintas se aplican manualmente, lo que limita la automatización de la aplicación y ofrecen poca resistencia a las vibraciones debido a su superficie resbaladiza. La mayoría de las pastas contienen disolventes y presentan problemas de arrastre y encogimiento a medida que se secan. Estos problemas limitan su resistencia química y a las vibraciones. Las juntas tóricas requieren grandes inventarios y un diseño de junta especial, y pueden dañarse fácilmente durante la manipulación o el montaje. Los accesorios de cono mecanizados requieren un mecanizado costoso y se dañan fácilmente.

Los adhesivos selladores de roscas son productos líquidos a pastosos que se aplican fácilmente y curan mediante una reacción anaeróbica. Al igual que los fijadores de roscas anaeróbicos, las formulaciones de sellador de roscas no contienen ningún solvente volátil que se evapore de las roscas con el tiempo y afecte el rendimiento a largo plazo de una junta sellada. Estos materiales utilizan plastificantes y modificadores de formulación para lubricar y sellar instantáneamente la junta mientras el curado está en proceso.

Una vez curados, los selladores de roscas anaeróbicos no se derriten, lo que elimina las vías de fuga. Estos materiales sellan y bloquean las roscas al mismo tiempo y actúan como lubricante durante el ensamblaje para promover el apriete y, al mismo tiempo, garantizar un par de ensamblaje constante. El sellador de roscas sin curar se disuelve, eliminando el potencial de contaminación. Una vez aplicados, estos materiales proporcionan sellos instantáneos de baja presión (500 psi). Después del curado, muchas formulaciones están clasificadas para sellar a presiones de 10,000 psi. Los selladores de roscas también pueden sellar uniones de tubería y accesorios de compresión, y brindan una compatibilidad de fluidos y una capacidad de sellado excepcionales.

Los accesorios hidráulicos roscados son un lugar común para las fugas. Esto se debe a que los productos de sellado alternativos fallan con el tiempo debido a la contracción (que da como resultado una ruta de fuga) o al aflojamiento porque el sellador alternativo en realidad es solo un lubricante y no sella los huecos. Los selladores de roscas anaeróbicos brindan lo mejor de ambos mundos al proporcionar lubricación para ayudar a ensamblar los accesorios y sellar sin contraerse para proporcionar sellos a largo plazo.

Anti-agarrotamiento
Los materiales anti-agarrotamiento protegen las piezas metálicas roscadas y deslizantes del óxido, la corrosión, el desgaste y el agarrotamiento a altas temperaturas. También reducen la fricción, el desgaste y la rotura de piezas críticas en los entornos operativos más severos.

Estas grasas de alto rendimiento (formuladas con o sin tipos específicos de escamas de metal) ayudan a garantizar que los sujetadores sean fáciles de montar y desmontar. Con el mismo par, siempre se logra una tensión constante de los pernos utilizando materiales antiagarrotamiento, incluso en condiciones extremas de rendimiento. Las formulaciones específicas se adaptan al tipo de metal utilizado para los hilos, así como a las temperaturas extremas. Muchos productos funcionan bien por encima de los 1000 grados y algunos funcionan en temperaturas extremas de hasta 2400 grados. El antiagarrotamiento se puede utilizar en la bisagra de la puerta de un horno, por ejemplo, evitando que la bisagra se agarrote en el entorno hostil.

Estos productos se aplican normalmente con brocha a las piezas. Esto requiere un depósito y un aplicador separado para esparcir el material. No se recomienda sumergir un sujetador en el material ya que da como resultado una aplicación excesiva, contaminación y un ensamblaje desordenado e inconsistente.

Nueva tecnología
Los avances recientes en la estabilidad y reactividad de los materiales de fijación y sellado de roscas han permitido el desarrollo de formulaciones semisólidas en "barra" que complementan las contrapartes líquidas. Los productos semisólidos bloqueadores de roscas, selladores de roscas y antiagarrotamiento funcionan bien en aplicaciones que no se habían considerado anteriormente porque el líquido se consideró demasiado sucio o podría migrar a áreas donde un adhesivo curado podría crear problemas. Por ejemplo, los selladores en barra son excelentes alternativas en áreas elevadas o difíciles de ver donde los fluidos y las cintas son incómodos de usar. La tecnología de barra antiadherente permite dispensar directamente sobre una pieza y minimiza la aplicación excesiva.

Los palos son muy útiles cuando una operación de montaje es urgente o debe organizarse. Aquí, el material de bloqueo de roscas se aplica por adelantado sin tener que preocuparse de que se salga de la pieza. Luego, las piezas tratadas se ensamblan todas a la vez sin la combinación de dispositivos de bloqueo mecánicos que requieren mucho tiempo o la aplicación gota a gota de tratamiento de roscas líquido.

Andy Bardon es ingeniero de aplicaciones de Henkel Corporation. Para obtener más información, visite www.loctite.com o llame al 800-562-8483.