Substitució de segells metàl·lics per segells de goma: consideracions crítiques i directrius

 

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

 

  1. 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.
  2. 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.

 

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

 

  1. 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.
  2. 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

 

  1. Condicions primerNo substituïu mai si T/P/suports són incompatibles.
  2. Redisseny estructural: Modificar solcs/afegir anells, mai un intercanvi directe.
  3. 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.

Segells de goma

 


Data de publicació: 30 de juliol de 2025