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Después de un largo periodo de uso, es posible que las conexiones selladas con juntas tóricas en un sistema de vacío ya no sean completamente herméticas, y no ayuda apretar más los tornillos de conexión. Una posibilidad para mejorar el sellado es aplicar grasa a la junta tórica.
Pero, ¿es una buena idea o este pequeño cambio podría causar más problemas de los que soluciona en la aplicación de vacío? A continuación, veremos cuatro razones por las que engrasar una junta tórica puede ayudar y cuatro razones por las que puede empeorar las cosas.
El objetivo de una junta tórica es llenar y compensar cualquier irregularidad entre dos superficies de sellado metálicas, como bridas. Esto requiere que las bridas sean lisas y que la compresión de la junta tórica sea aproximadamente del 20 al 30 % de su tamaño.
Un valor inferior significa que la conexión no es hermética; más de esto podría provocar que la junta tórica se aplaste y, por lo tanto, se vea comprometida. La compresión se define con precisión mediante una ranura en un anillo de centraje o en una brida.
Dado que la profundidad de la ranura limita físicamente el grado de compresión de la junta tórica, la compresión correcta viene determinada por el diseño del hardware, en lugar de por el grado de hermético de los tornillos.
Una vez que las bridas hayan alcanzado el contacto de metal con metal en este límite, la junta tórica está en su compresión de diseño: apretar más los tornillos no puede aumentar la profundidad de la ranura y solo añadirá tensión innecesaria a la junta.
Las juntas tóricas suelen tener una larga vida útil en condiciones adecuadas. Las fugas suelen producirse por dos motivos:
En aplicaciones más exigentes, como aquellas que implican productos químicos agresivos, radiación o plasma, el fallo puede ser el resultado de la degradación del propio material. La elección del material de la junta tórica es decisiva en este caso; los perfluoroelastómeros suelen ser los más químicamente resistentes.
1. La grasa puede llenar las irregularidades de la superficie
Una pequeña cantidad de grasa puede llenar pequeñas imperfecciones en las superficies, con el resultado de que puede reducir significativamente la tasa de fugas.
2. La menor fuerza de contacto es suficiente
Dado que la grasa ayuda a la acción de sellado, es posible trabajar con una menor fuerza de contacto y una menor compresión del elastómero, lo que reduce la posibilidad de que una junta tórica quede aplastada y comprometida, y, por lo tanto, es menos probable que desarrolle una fuga más adelante.
3. Ligera hinchazón de la superficie del elastómero
Dependiendo de la combinación de materiales, la grasa puede difundirse en la superficie del elastómero y hacer que se hinche ligeramente, lo que a su vez ayuda a compensar las irregularidades.
4. Las superficies de sellado más rugosas se vuelven aceptables
La grasa permite que la superficie de sellado sea un poco más rugosa de lo que sería aceptable sin lubricación. Esto significa que las superficies que no son, o ya no son, perfectamente lisas pueden seguir logrando un sellado al vacío fiable, como áreas que han sufrido un desgaste normal o que contienen marcas de mecanizado.
1. La contaminación por grasa se propaga fácilmente
Durante la manipulación de componentes lubricados, la grasa se transfiere fácilmente a otras piezas que pueden ser más sensibles. El polvo y la suciedad también pueden adherirse y, por lo tanto, introducir contaminación e imperfecciones en la superficie que de otro modo no se habrían producido.
2. Espacio reducido para la expansión térmica
El exceso de grasa puede llenar excesivamente la ranura de la junta tórica, dejando sin espacio para la expansión térmica del elastómero. Los elastómeros que componen la junta tórica pueden expandirse más de diez veces más que el metal que los rodea en el mismo rango de temperatura. Sin el espacio adecuado para expandirse, se deformarán y es posible que ya no se produzca el sellado.
3. Riesgo de entrada de grasa en el lado de vacío
Debido a su viscosidad y alta presión de vapor, pequeñas cantidades de grasa del sellado se evaporan inevitablemente y se distribuyen por todo el lado de vacío. Con el tiempo, estos depósitos también pueden volver a atrapar el polvo o los gases de escape. Los espectrómetros de masas detectan estas trazas fácilmente. Para muchas aplicaciones de alta limpieza, como en entornos de investigación, son inaceptables y podrían tener un efecto perjudicial en el proceso o experimento.
4. Comportamiento en función de la temperatura
Cada tipo de grasa (como mineral, silicona o perfluorada) tiene un rango de temperatura limitado en el que es eficaz. Las propiedades de viscosidad y lubricación varían mucho con la temperatura. Además, si las temperaturas son demasiado altas, el caudal de grasa puede salir de la ranura, lo que reducirá sus propiedades de sellado y la grasa migrará a otro lugar donde no debería estar.
Antes de utilizar grasa para vacío en las juntas tóricas, la pregunta clave es: ¿cómo de limpio debe estar mi vacío? Cuando se utiliza vacío en el rango de refuerzo con altos caudales de gas y bajas temperaturas, especialmente cuando también se utilizan bombas de vacío lubricadas con aceite, un poco de grasa no daña y puede incluso ayudar. Sin embargo, en entornos de alta limpieza, es absolutamente tabú para evitar cualquier contaminación.
Si decide utilizar grasa, se aplica la regla de ´menos es más´. La capa debe ser delgada y casi seca al tacto para obtener el mejor rendimiento tanto de la grasa como de la junta tórica.
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