Arandelas Bonded (Arandelas Dowty): Sellado de Puertos Fiable

Introducción a las arandelas selladas

Las arandelas selladas, comúnmente conocidas como arandelas Dowty o arandelas de sellado, son elementos de sellado compuestos que consisten en una arandela metálica con un anillo de caucho vulcanizado adherido a su superficie interior. Este diseño simple pero muy eficaz proporciona un sellado estático fiable para conexiones roscadas de puerto en sistemas hidráulicos, circuitos neumáticos y equipos de potencia de fluidos. La arandela sellada se ha convertido en la solución de sellado estándar en la industria para conexiones de puertos BSP (British Standard Pipe), métricas y UNF, sustituyendo la práctica antigua de usar arandelas de cobre o cinta selladora para roscas, que con frecuencia resultaba poco fiable bajo ciclos de presión y vibración.

La genialidad del diseño de la arandela sellada radica en su capacidad para crear un sello positivo mediante la compresión controlada del anillo elastómero entre la cara del puerto y el accesorio. A diferencia de los selladores de roscas, que dependen de rellenar el espacio helicoidal entre rosca macho y hembra, las arandelas selladas crean un sello de cara que es independiente del engranaje de la rosca y del estado de la misma. Esto hace que las arandelas selladas sean más fiables y más fáciles de instalar correctamente que cualquier método de sellado dependiente de la rosca.

Construcción y diseño

Componente de arandela metálica

La arandela metálica proporciona soporte estructural para el sello elastómero y distribuye la carga de apriete desde el tapón del puerto o el accesorio. Las arandelas selladas estándar utilizan arandelas de acero dulce con un recubrimiento de zinc o zinc-níquel para protección contra la corrosión. Para entornos corrosivos o aplicaciones que requieren especificaciones de material más altas, las arandelas selladas están disponibles con:

• Arandelas de acero inoxidable (AISI 304 o 316) para entornos con fluidos corrosivos y marinos
• Arandelas de aluminio para aplicaciones de bajo peso y compatibilidad con carcasas de aluminio
• Arandelas de cobre para aplicaciones de alta temperatura y mayor resistencia a la corrosión
• Revestimientos especiales incluyendo zinc-níquel, cadmio y Geomet para requisitos ambientales específicos

Anillo de sellado elastómero

El anillo de sellado elastómero está moldeado y vulcanizado (adhesivado) al diámetro interior de la arandela metálica. El anillo de caucho sobresale ligeramente por encima de la superficie de la arandela metálica, y este sobresaliente se comprime contra la cara del puerto cuando se aprieta el racor, creando el sellado. El material elastómero se selecciona en función del fluido a sellar y de la temperatura de servicio:

• NBR (Nitrile): Material estándar para aceite hidráulico, aceite mineral y aplicaciones de combustible (-30 a +120 degrees Celsius)
• FKM (Viton): Para aplicaciones de alta temperatura, fluidos sintéticos y mayor resistencia química (-20 a +200 degrees Celsius)
• EPDM: Para líquido de frenos (DOT 3, DOT 4), fluidos hidráulicos agua-glicol y fluidos a base de ésteres fosfatos
• Silicone: Para aplicaciones de grado alimentario y requisitos de amplio rango de temperatura

Normas y tamaños de rosca

Las arandelas adheridas se fabrican para adaptarse a todas las principales normas de rosca utilizadas en conexiones de puerto hidráulicas y neumáticas en todo el mundo:

BSP (British Standard Pipe)

Las arandelas adheridas BSP se encuentran entre los tamaños más comunes, adaptándose a conexiones de puerto BSPP (rosca paralela/recta) desde 1/8 inch hasta 2 inches y mayores. Los puertos BSP se usan ampliamente en sistemas hidráulicos europeos, asiáticos y australianos. La arandela adherida se asienta en la cara del puerto y es comprimida por el cuerpo del racor o el tapón de puerto para crear un sello de cara independiente del acoplamiento de la rosca.

Roscas métricas

Las arandelas adheridas métricas se ajustan a conexiones de puerto métricas comúnmente encontradas en equipo hidráulico europeo, especialmente en sistemas diseñados según las normas DIN o ISO. Los tamaños métricos van desde M8 hasta M48 y mayores, con diámetros exteriores específicos de arandela emparejados con cada tamaño de rosca métrica.

UNF (Unified National Fine)

Las arandelas adheridas UNF se utilizan principalmente en sistemas hidráulicos de Norteamérica con rosca recta SAE O-ring boss (ORB) y otras conexiones de puerto basadas en UNF. Los tamaños comunes van desde 7/16-20 UNF hasta 1-7/8-12 UN.

Arandelas adheridas autocentrantes

Las juntas adheridas auto-centrantes cuentan con un labio elevado o borde de retención en la arandela metálica que centra la junta en la rosca del accesorio antes del apriete. Esta característica evita que la junta se desplace durante la instalación, lo que resulta especialmente valioso al montar accesorios en posiciones incómodas o en altura donde mantener la junta en su sitio sería difícil. El labio centrador se encaja sobre el diámetro de raíz de la rosca, manteniendo la junta en posición mientras el accesorio se enrosca en el puerto.

Las juntas adheridas auto-centrantes están disponibles en la mayoría de los tamaños estándar BSP, métricos y UNF y cada vez se especifican más como la opción predeterminada para equipos nuevos y aplicaciones de mantenimiento debido a sus ventajas de instalación.

Directrices de instalación

La instalación correcta de las juntas adheridas es sencilla pero debe seguir procedimientos adecuados para garantizar un sellado fiable. Los pasos y consideraciones clave de instalación incluyen:

• Inspeccionar la cara del puerto y el accesorio en busca de daños, corrosión o restos que puedan impedir un sellado adecuado
• Asegurarse de seleccionar la junta adherida del tamaño correcto para la rosca y el diámetro de la cara del puerto
• Colocar la junta adherida en el accesorio con el lado de caucho orientado hacia la cara del puerto (alejado de la cabeza del accesorio)
• Enroscar el accesorio en el puerto a mano hasta que la junta adherida contacte la cara del puerto
• Apretar el accesorio al valor de par recomendado para el tamaño de rosca y el material
• No apretar en exceso, ya que la compresión excesiva puede extruir el caucho y dañar la junta
• Reemplazar las juntas adheridas siempre que se retire un accesorio, ya que las juntas reutilizadas pueden no sellar de forma fiable

El par de instalación recomendado varía según el tamaño de la rosca y el material, con valores típicos que van desde 10 Nm para 1/8 BSP hasta más de 200 Nm para conexiones 1-1/2 BSP. Consultar las especificaciones del fabricante de la junta adherida para los valores de par correctos para cada aplicación.

Aplicaciones

Las arandelas selladas (bonded seals) se utilizan siempre que las conexiones roscadas de puertos deben sellarse contra fugas de fluido. Las aplicaciones principales incluyen puertos de prueba de sistemas hidráulicos, conexiones de manómetros, tapones de drenaje, tapones ciegos y racores adaptadores de puerto a puerto. Son componentes estándar en equipos hidráulicos móviles (excavadoras, cargadoras, grúas), prensas hidráulicas industriales y cilindros, maquinaria agrícola y en los sistemas de dirección asistida y frenado de automóviles.

La fiabilidad y la facilidad de instalación de las arandelas selladas las han convertido en el método de sellado preferido para las conexiones de puertos hidráulicos en todas las industrias, reemplazando en gran medida a las arandelas de cobre, arandelas de fibra y compuestos selladores de roscas que se usaban anteriormente para el sellado de puertos.

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