Ciencia de los sellos

Un sello se utiliza para actuar como barrera entre espacios que contienen diferentes materiales o diferentes presiones. Los requisitos de sellado se rigen por la aplicación. Las aplicaciones principales son lugares donde las pérdidas de material (por ejemplo, lubricantes) deben eliminarse y debe evitarse la penetración de materiales extraños (por ejemplo, polvo) en el sistema.

Además de estos requisitos, los sellos deben proporcionar un funcionamiento confiable durante una vida útil prescrita. Eso puede ser un desafío porque están sujetos a desgaste debido al movimiento, la temperatura o el ataque químico. Además, es importante que el sello tenga el menor consumo de energía (fricción) posible y que se pueda quitar para realizar tareas de mantenimiento.

Además, existen varias áreas de preocupación con respecto a los sellos y lubricantes, incluido el hinchamiento y la contracción, y el impacto del uso de aceites minerales, PAO y de silicona.

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Hinchazón y contracción:la hinchazón y la contracción son los cambios más importantes que experimentan los materiales de sellado después del contacto con los lubricantes.

La hinchazón es causada por la difusión en las áreas superficiales del material de sellado hasta que se satura. El comportamiento de hinchamiento depende no solo de la estructura química del aceite y del material polimérico, sino también del grado de reticulación del polímero.

En la mayoría de los casos, la contracción es el resultado de la pérdida de plastificante en el material de sellado polimérico.

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Aceites minerales:debe tenerse en cuenta que los lubricantes con una base de aceite mineral y un alto contenido de compuestos aromáticos generalmente tienen una compatibilidad de sellado más pobre que los aceites altamente refinados. También se sabe que los aceites de éster tienen una compatibilidad relativamente pobre. Con aceites que tienen una estructura química similar, la tendencia a hincharse disminuye a medida que aumenta la viscosidad.

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Polialfaolefinas (PAO):los aceites PAO son hidrocarburos sintéticos y, a diferencia de los aceites minerales, que consisten en una gran cantidad de moléculas diferentes, se construyen a partir de la misma molécula. Su comportamiento con respecto a la compatibilidad con elastómeros es similar al de los aceites minerales.

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Aceites de silicona:debido a su estructura química, que difiere mucho de la de muchos elastómeros, los aceites de silicona a menudo muestran una buena compatibilidad con los materiales de sellado.

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Por naturaleza, las juntas de elastómero son relativamente blandas y elásticas. Debido a estas propiedades, un material de caucho asume la forma de su contraparte. Esto puede provocar que las dos partes se peguen. En tales casos, es importante utilizar un lubricante como medio de separación.

Como resultado del hinchamiento o la contracción, los elastómeros experimentan un cambio en el módulo de elasticidad, resistencia a la tracción y dureza. Esto significa que en el caso de incompatibilidades, las propiedades mecánicas de los elastómeros pueden alterarse considerablemente.

En cualquier caso, es recomendable realizar pruebas de compatibilidad entre el lubricante y el material de sellado, ya que los elastómeros de la misma clase pueden presentar diferentes comportamientos de hinchamiento. Las razones de esto pueden ser diferentes plastificantes, contenido de plastificante o el grado de polimerización.

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