Metalezko zigilatzeko eraztunak (metalezko zigiluak edo metalezko O-ringak bezala ere ezagunak) muturreko baldintzetarako diseinatutako zigilatzeko elementu ez-elastomerikoak dira, tenperatura altuak (980 °C arte), presio altuak (1400 kgf/cm² arte), hutsune ultra-altua (10⁻⁹ torr), korrosio handia, erradiazioa edo ingurune nuklearrak barne. Gomazko O-ringek ez bezala, ia zero isurketa lortzen dute metalezko hodiaren deformazio elastiko-plastikoaren, presioaren auto-energizazioaren edo estalduraren betetzearen bidez. Ez dira zahartzen, ez dira iragazten eta zerbitzu-bizitza oso luzea eskaintzen dute. Mota ohikoenen artean, metalezko O-ring hutsak (estandarrak / presio-orekatuak / gas-presiokoak), C-ringak, E-ringak, eraztun-juntura-junturak (R motakoak / obalatuak), etab. Hautaketak sei urrats jarraitzen ditu: funtzionamendu-baldintzak → mota → materiala eta estaldura → neurriak → ildaska-diseinua → balidazioa. Gomendagarria da nazioarteko hutseko briden estandarrak edo ingeniaritza-jarraibide orokorrak kontsultatzea.
1. urratsa: Funtzionamendu-baldintzen azterketa (eskakizunen bilketa)
Definitu parametro nagusiak — hau da hautaketaren oinarria:
Zigilatze mota: Ia beti estatikoa (bridak, balbulak, presio-ontziak, aeroespazioko motorrak); gutxitan dinamikoa.
Ingurunea: Gasak, likidoak, azido/alkali sendoak, substantzia erradioaktiboak, hutsa.
Tenperatura-tartea: Kriogenikotik (-270 °C) tenperatura altuetara (980 °C), ziklo termikoa barne.
Presioa: Hutsean 680 MPa-raino (pultsazioarekin presio-orekatutako mota behar da); presio altuak auto-energizatzaile efektuaren onura du.
Bestelakoak: Ihes-tasaren eskakizuna (<10⁻⁹ Pa·m³/s), erradiazioarekiko erresistentzia, korrosioarekiko erresistentzia, instalazio-espazioa, labekatze-tenperatura, kostua.
Aholkuak: Tenperatura altuko/presio altuko zikloetarako, hobetsi gas-presioko mota; hutsune ultra-altuko labana-ertzeko bridetarako, lehenetsi oxigenorik gabeko kobrezko edo aluminiozko eraztunak; elikagai/aplikazio nuklearrek ziurtagiri bereziak behar dituzte.
(Irudiek normalean konpresio-deformazioaren printzipioa erakutsiko lukete: jatorrizko zeharkako sekzio zirkularra → konpresio bidezko berreskurapen elastikoa hutsuneak betez, zigilatzeko indarra emanez.)
2. urratsa: Mota hautatzea
Mota presio/tenperaturara egokitu (zigilu elastomerikoekiko desberdintasun nagusia):
Metalezko O-eraztun hutsak:
Mota estandarra: Presio ertaina/baxua/hutsean (≤70 kg/cm²), egitura sinplea.
Presio-orekatua (auto-energizatzailea): Presio handia (>70 kg/cm²), barneko horman dauden zulo txikiek sistemaren presioa sartzen dute — presio altuagoak zigilatzeko indarra handitzen du.
Gas-presiopean (barne-presiopean): Tenperatura altuko zikloa (425–980 °C), barneko gasa tenperaturarekin hedatzen da zigilatzea hobetzeko.
C eraztunak: Alde irekiko presioa, plastikozko berreskurapena + auto-energizatzailea, torloju aurrekarga txikiko brida konexioetarako egokia.
E-eraztunak / K-eraztunak: Erresilientzia handiagoa, diametro handiko edo aplikazio eszentrikoetarako egokia.
Eraztun-juntura juntak: R motakoak / obalatuak, petrolio eta gas hodien bridetarako, metalezko estrusio bidezko zigilatzea.
Hautatze printzipioa: Presio baxua/hutsean → O-ring estandarra; presio altua → presio-orekatutako O-ring edo C-ring; tenperatura altuko zikloa → gas-presioko O-ring. Hodiaren zeharkako sekzio diametro handiagoa nahiago da (zigilatzeko karga handiagoa, tolerantzia egokitzapen hobea).
3. urratsa: Materiala eta estaldura hautatzea
Materialak tenperatura/korrosioarekiko erresistentzia zehazten du; estaldurak hasierako zigilatzea hobetzen du:
Hodiaren gorputzaren materialak:
304 altzairu herdoilgaitza: -250 eta 540 °C artean, korrosioarekiko erresistentzia orokorra.
321 altzairu herdoilgaitza: -250 eta 870 °C artean, tenperatura altuko egonkortasuna.
Inconel 718 / Aleazio X750 baliokideak: -270 eta 980 °C artean, erresistentzia/erradiazio erresistentzia handiena.
Estaldurak / gainazaleko tratamenduak (0,03–0,12 mm-ko lodiera):
Zilarra: -250 eta 650 °C artean, zigilatzeko errendimendu onena.
PTFE: -250 eta 260 °C artean, marruskadura txikia.
Urrea, nikela, kobrea, indioa: Ingurunearekin/tenperaturarekin bat etortzea.
Junta metaliko solidoak: oxigenorik gabeko kobrea (labana-ertzeko bridetarako), aluminio purua, indio alanbrea.
Hautaketa printzipioa: Begiratu bateragarritasun taulak korrosio ertainerako eta tenperaturarako; tenperatura altuak zilarrezko estaldura duten nikel handiko aleazioak nahiago ditu; kriogenikoak/ultra-hutsean aluminioa/indioa nahiago ditu. Mantendu materiala egoera bigun/erregoskituan deformazio ona lortzeko.
(Irudiek normalean metalezko zigilatze-eraztun tipikoak erakusten dituzte material eta estaldura desberdinetan, itxura-desberdintasun ikusgarriekin.)
4. urratsa: Dimentsioen hautaketa (hodiaren kanpoko diametroa + hormaren lodiera + eraztunaren diametroa)
Arauak/ohiturazkoak: Ez dago AS568 bezalako estandar unibertsalik mundu mailan; neurriak serieetan oinarritzen dira (hodiaren diametroa 0,9–6,4 mm, eraztunaren diametroa 10–1500+ mm).
Parametro nagusiak:
Hodiaren kanpoko diametroa (zeharkako sekzioa): 0,9 / 1,6 / 2,4 / 3,2 / 4,0 / 4,8 / 6,4 mm (handiagoa = zigilatzeko indar handiagoa).
Hormaren lodiera: 0,15–0,80 mm (meheagoa = erresilientzia hobea; lodiagoa = presio handiko erresistentzia hobea).
Eraztunaren diametroa: Brida-zuloari egokitua; % 5eko luzapen/konpresio erradiala/axiala kontrolatu.
Presio-orekatutako mota: barne/kanpo diametroko zuloaren posizioa presioaren norabidearekin lerrokatu behar da.
Kalkulu oharrak: Zigilatzeko karga hormaren lodieraren, hodiaren diametroaren eta estalduraren araberakoa da; presio altuak horma lodia + presio-orekatua nahiago du; diametro handiak (>250 mm) luzapena % ≤ 3ra mugatzen du.
5. urratsa: Ildaska-diseinua (oinarrizko urrats teknikoa)
Ildaskak normalean angeluzuzenak, ertz itxurakoak edo mailakatuak izaten dira konpresio eta kontaktu-presio egokia bermatzeko:
Konpresio-tasa: % 10–30 (estandarra % 15–20, presio-orekatua % 25–30); formula: Konpresioa = (altuera librea – ildoaren sakonera) / altuera librea.
Ildaskaren sakonera: Hodiaren kanpo-diametroa × (1 – konpresio-tasa), 0,05–0,1 mm-ko tolerantziarekin.
Ildaskaren zabalera: 1,1–1,3 × hodiaren kanpo-diametroa (deformazioa + estaldura onartzen ditu).
Beste eskakizun batzuk:
Gainazaleko zimurtasuna: Ukipen-aurpegiak Ra ≤ 0,8 μm, ildaska Ra ≤ 1,6 μm.
Fileteak/txanflak: R 0,2–0,5 mm, 15–20°-ko txanfla kalteak saihesteko.
Presio handia/hutsune: Gehitu kanpoko eraztun lokala edo labana-ertza; presioaren norabideak irekiera-orientazioa zehazten du (C eraztuna bere kabuz energiaz elikatzen da).
Bolumen-betetzea: % 70-85 (elastomeroen antzekoa, baina metalaren deformazio minimoarekin).
Ohiko ildaska motak:
Brida lauak: Ildo angeluzuzena + kanpoko kokapen-eraztuna.
Labana-ertzeko bridak: Oxigenorik gabeko kobrezko eraztunak zuzenean konprimitzen du ertza.
Eraztun-juntura: Trapezoidal ildaska (R motako junta espezifikoa).
Presio altuak eszentrikotasun-konpentsazioa behar du; ildaska-tolerantziak H8/f8 klasekoak dira.
(Irudiek normalean presio handiko hodi-briden eraztun-juntura tipikoen neurriak eta ildaska/obalo egitura erakusten dituzte.)
6. urratsa: Instalazioa, Balidazioa eta Optimizazioa
Instalazio oharrak: Garbitu gainazalak azetonarekin (oliorik gabe), sartu bertikalki (deslerrokatze <0,2 mm), egin presio pixkanaka (torlojuak mailakatuz), erabili lubrifikatzaile bateragarria, saihestu bihurritzea/marradurak. Labana-ertzdun bridek lerrokatze zehatza behar dute.
Baliozkotzea: Helio masa-espektrometroaren ihes-proba (<10⁻⁹ Pa·m³/s), presio-zikloaren proba (72+ h + tenperatura altuko labekatzea), bizitza-simulazioa. Optimizatu hormaren lodiera/estaldura doituz.
Saihestu beharreko arazo ohikoenak: gehiegizko konpresioa (iraunkortasun iraunkorra), gainazal zakarrak (ihesak), estaldurarik eza (hasierako zigilu eskasa).
Gomendatutako tresnak: Erabili ingeniaritza kalkulagailu orokorrak edo eskuliburuak presioa/tenperatura/dimentsioak sartzeko, mota, materiala eta ildoa gomendatzeko.
Azken gomendioa: Metalezko zigilatze-eraztunek elastomerozko zigiluek baino 5-10 aldiz iraupen luzeagoa izan dezakete, baina aurrekarga handiagoa eta kostu handiagoa behar dute. Beti egin prototipoen probak (batez ere ziklo termikoetarako). Baldintza zehatzetarako (medioa, presioa, tenperatura, brida-tamaina), gomendio zehatzak egin daitezke.
Kontsultatu ingeniaritza-jarraibide fidagarriak eta hutsune/brida estandarrak zero isuri eta segurtasuna bermatzeko. Baldintza konplexuetarako, kontsultatu zigilatzeko ingeniari profesionalak edo egin FEA simulazioa. Muturreko inguruneetan, metalezko zigilatzeko eraztunak dira irtenbide hobetsia!
Argitaratze data: 2026ko martxoaren 20a
