Vespel®:el material aeroespacial

Poliamida DuPont Vespel®

Vespel® es el nombre comercial de DuPont para un grupo de materiales utilizados para fabricar una amplia variedad de componentes. Estos incluyen sujetadores como tornillos, arandelas planas, tuercas hexagonales, tornillos de cabeza hexagonal, etc. Vespel® se utiliza para fabricar piezas personalizadas como sellos de válvulas, arandelas de empuje, puntas de pivote y bujes guía del actuador. Es un plástico de alto rendimiento que se utiliza principalmente en aplicaciones de semiconductores, aeroespaciales y de transporte. En este blog nos centraremos en el uso de Vespel® en la industria aeroespacial. En particular, discutiremos el uso de los grados SP1 y SP21 del material en asientos y sellos aeroespaciales para válvulas.

Los metales se consideran materiales rígidos con un módulo relativamente alto. Los sellos de válvula de metal a metal pueden evitar que las dos partes acopladas se ajusten a las pequeñas irregularidades entre ellas. Por lo tanto, pueden producirse rutas de fuga. Además, los componentes metálicos que deben deslizarse juntos también pueden causar agallas, especialmente en casos en los que no se pueden usar lubricantes líquidos. Los desechos de la excoriación pueden causar contaminación y, por lo tanto, el sistema no se preformará correctamente. Un desgaste excesivo podría hacer que la válvula se bloquee y falle.

Termoplásticos de ingeniería

Los termoplásticos de ingeniería de alto rendimiento tienen un módulo moderado a temperatura ambiente. Por lo tanto, a temperatura ambiente, los componentes fabricados con estos termoplásticos como el nailon, PCTFE y PEEK se ajustan a pequeñas irregularidades en la superficie de acoplamiento del metal. Estos plásticos también pueden tener baja fricción cuando se deslizan contra una superficie metálica. La válvula funcionará sin problemas con una vida útil prolongada.

Sin embargo, cuando se realizan en aplicaciones de muy alta temperatura, estos plásticos se volverán blandos y mostrarán una fluencia acelerada y una relajación de la tensión. Con el tiempo, también pueden degradarse y volverse frágiles. Los termoplásticos también pueden tener altas tasas de expansión térmica bastante diferentes de las piezas metálicas acopladas. Esto puede causar vías de fuga en la válvula y una posible falla de la válvula.

Además, la mayoría de estos mismos termoplásticos no funcionan bien a temperaturas extremadamente bajas. Pueden volverse rígidos y quebradizos. Cuando las temperaturas criogénicas se combinan con cargas de compresión como en las válvulas, el sello de plástico puede incluso romperse y, por lo tanto, la válvula eventualmente fallará.

Vespel® SP1 es la resina sin relleno. Exhibe:

• excelentes características de aislamiento eléctrico
• resistente a la relajación del estrés
• aislamiento térmico superior
• estabilidad térmica
• temperatura de servicio continuo:temperaturas criogénicas hasta 260 ° C (500 ° F)
• resistente a la fluencia
• ligero en comparación con los metales
• excelente comportamiento frente al desgaste y la fricción
• resistente a los impactos
• mantiene más de su módulo aparente a lo largo del tiempo
• no requiere lubricación externa
• tasas de expansión y contracción térmica bajas y constantes.

SP21 es el grado de Vespel® relleno de grafito al 15%. Tiene todas las propiedades del grado sin relleno SP1 y:

• un coeficiente de fricción más bajo que mejora su estabilidad dimensional
• es compatible con sistemas de oxígeno líquido
• alta temperatura de autoignición

DuPont® Vespel® SP1 es una poliimida termoestable. Mantiene un módulo significativo (rigidez) incluso a temperaturas tan altas como 260 ° C (500 ° F) con temperaturas a corto plazo que alcanzan los 900 ° F.Mantiene gran parte de su módulo aparente a lo largo del tiempo incluso en aplicaciones en las que están involucradas altas presiones y altas temperaturas. . Esto lo convierte en una excelente opción para asientos de válvulas y sellos en aplicaciones aeroespaciales. También funcionará bien en temperaturas crrogénicas.

Usos de Vespel ® SP21:

Algunas válvulas aeroespaciales deben funcionar a gran altura en la atmósfera, en climas polares o en el espacio. Por tanto, las focas están expuestas a temperaturas extremadamente frías. El PCTFE, que es un material de asiento de válvula común, se volverá quebradizo a temperaturas por debajo de 150 kelvin. La resistencia a la compresión del grado Vespel® SP21 en particular permanece constante cuando se enfría a temperaturas criogénicas. Por lo tanto, los sellos conservan su ductilidad y pueden mantener un sello de alta presión sin mostrar una fractura frágil.

Otros grados de Vespel® han sido aprobados por la NASA para diferentes usos de válvulas de naves espaciales de alto rendimiento, incluido el motor Ares I Upper Stage J-2X.

Es importante evaluar las condiciones en las que deben funcionar las piezas de Vespel®, como los temas tratados anteriormente, pero también qué productos químicos están presentes y cualquier otro factor. Esto le ayudará a decidir cuál de los muchos grados de Vespel® funcionaría mejor en su aplicación.

Nota:No utilice Vespel® en aplicaciones médicas en las que el material se implanta en el cuerpo humano o entra en contacto con tejidos o fluidos corporales internos.

¿Impresiones, piezas o problemas?