El desarrollo de Seal Segments® refleja el empeño de Drake Plastics por ofrecer a los clientes alternativas más eficientes, económicas y fiables en cuanto al rendimiento que los métodos tradicionales de producción de componentes críticos. Sin límites prácticos en la gama de tamaños y con el bajo coste del utillaje modular para producirlos, los segmentos de junta Drake también abren las ventajas de rendimiento de los polímeros avanzados a los cojinetes y juntas de grandes equipos giratorios.
Mayor rendimiento. Rentable. Gama de tamaños ilimitada.
El equipo de desarrollo de Drake ideó una tecnología única de proceso de fusión para producir Segmentos de Sello. Estos arcos extruidos se fabrican con el radio, el grosor y la pared especificados, y luego se mecanizan hasta alcanzar las dimensiones exactas requeridas para cada junta. Los arcos mecanizados pueden combinarse para formar juntas divididas o juntas segmentadas y cojinetes. Para dar servicio a un amplio espectro de requisitos de aplicación, la gama de tamaños de los arcos del Segmento de Sellado abarca diámetros de sellado a partir de 300 mm (12 pulgadas) como mínimo. No hay límite superior. Actualmente, el mayor Segmento de Sello de Drake se utiliza para hacer un sello de 12,2 metros (40 pies) de diámetro.
Una de las características clave de los segmentos de junta es que permiten ensamblajes de dos piezas o, en el caso de las juntas o cojinetes segmentados, menos piezas de las que se necesitan tradicionalmente. Como se fabrican con dimensiones próximas al tamaño de la pieza acabada, reducen los costes de material y mecanizado en comparación con la división de tubos moldeados por compresión sobredimensionados o el corte de arcos de chapa extruida. Las ventajas resultantes incluyen un menor coste de fabricación de las juntas y una reducción de las vías de fuga para mejorar la eficacia de la estanquidad cuando las juntas se fabrican con menos piezas.
Dados los entornos químicos agresivos, las presiones y las temperaturas de muchas aplicaciones de estanquidad y cojinetes, Drake ofrece segmentos de estanquidad fabricados con varios grados de Torlon PAI, Ultem PEI y PEEK. Estos termoplásticos avanzados ofrecen distintas combinaciones de propiedades mecánicas, resistencia a las altas temperaturas y a los productos químicos, y comportamiento ante el desgaste y los rodamientos, para satisfacer diversos requisitos de aplicación.
Los costes de utillaje para los segmentos de junta Drake con radio de diámetro interior, sección de pared y grosor especificados por el cliente son modestos, con plazos de entrega cortos, medidos en semanas, tanto para los utillajes como para las series de producción, gracias a nuestro diseño modular de utillaje.
Drake ofrece segmentos de junta en bruto para que los clientes los acaben de mecanizar a las dimensiones que deseen. También ofrecemos servicios de mecanizado para proporcionar a los clientes piezas mecanizadas de precisión para imprimir y listas para el montaje.
Producción rentable de juntas
Los métodos tradicionales para fabricar juntas de gran tamaño a partir de polímeros de alto rendimiento, como el Torlon y el PEEK, se caracterizan por una pérdida significativa de material y un tiempo de mecanizado desmesurado. Un método consiste en dividir el tubo moldeado por compresión, unir las dos mitades con bandas o alfileres y, a continuación, mecanizarlas según una especificación de redondez. Otro método utiliza piezas cortadas de chapa extruida o moldeada por compresión. En ambos casos, se necesitan muchas horas de trabajo para cortar, fijar y mecanizar las secciones en bruto de la junta hasta obtener una configuración en bruto especificada. A continuación, las piezas en bruto se mecanizan con precisión para obtener las dimensiones finales de cada junta o cojinete.
Al empezar con los segmentos de junta Drake, nuestros clientes se ahorran estos pasos laboriosos y pasan directamente a fabricar piezas. Drake produce Segmentos de junta como arcos con dimensiones que se aproximan mucho a las dimensiones especificadas de la junta acabada. A continuación, se mecanizan para imprimir de forma eficaz y rápida con una pérdida mínima de material.
En comparación con la producción de juntas a partir de tubo moldeado por compresión, los segmentos de junta Drake pueden reducir los costes de un anillo de junta acabado en un 50% o más, debido a la reducción de la pérdida de material y del tiempo de mecanizado. También se suministran como arcos que se ajustan a la forma del anillo de estanqueidad y pueden mecanizarse en acabado y montarse en anillos de forma rápida y sencilla.
Los segmentos de sellado pueden suponer una ventaja de costes aún mayor en comparación con el corte de arcos de chapa extruida o moldeada por compresión. Sólo la reducción de la pérdida de material con los Segmentos de Sellado puede suponer un ahorro de costes más de cuatro veces superior.
Coherencia y fiabilidad del rendimiento
Las resinas Torlon, PEEK y Ultem que Drake utiliza para fabricar Segmentos de Sellado son altamente uniformes, lote a lote, y se facilitan certificaciones de resina de cada lote para confirmar la conformidad con la norma respectiva de cada material. Además, la tecnología de proceso de fusión estrictamente controlada que Drake ha desarrollado para producir Segmentos de Sellado produce arcos mecanizables en Torlon PAI, Ultem PEI y PEEK que son uniformes en su composición, independientemente de la formulación de la resina. Estos factores contribuyen a una calidad siempre fiable y a un rendimiento predecible en cada Segmento de Juntas producido.
Por el contrario, el moldeo por compresión de tubos de paredes gruesas es propenso a variaciones que pueden provocar variabilidad en la calidad y las propiedades físicas. Las incoherencias en el control de la humedad, el aire atrapado en los moldes, la disminución de la presión por pérdidas de fricción a lo largo de la pared lateral del utillaje y el control indirecto de las presiones y temperaturas pueden provocar la falta de uniformidad del material procesado. Además, los polímeros tienen una conductividad térmica intrínsecamente baja. Calentarlos para alcanzar temperaturas de moldeo por compresión puede requerir largos tiempos de residencia térmica que degradan el polímero y sus propiedades físicas. Las configuraciones con secciones transversales gruesas que requieren ciclos térmicos más largos para llevar el material a la temperatura del molde en toda su longitud pueden ser especialmente susceptibles a este problema.
La tecnología de proceso de fusión patentada por Drake produce propiedades físicas constantes que superan las de los productos moldeados por compresión tradicionales. El perfil de rendimiento de los Segmentos de Sellado se ajusta rutinariamente a los valores de la hoja de datos de los proveedores de resina. Drake también mantiene una trazabilidad del 100% y proporciona Informes de Pruebas de Materiales y certificaciones que confirman la conformidad de la resina con las normas Mil, AMS o ASTM, según los requisitos del cliente, con todos los envíos. Los productos moldeados por compresión no están certificados según estas rigurosas normas.
Opciones de rendimiento
Con los segmentos de junta disponibles en una amplia gama de fórmulas de Torlon, Ultem y PEEK, los ingenieros pueden elegir el perfil de rendimiento que mejor satisfaga los requisitos de su aplicación.
Nota: Ponte en contacto con nosotros para obtener información detallada sobre los distintos grados de termoplásticos avanzados para los segmentos de junta Drake. Nuestros ingenieros ayudarán a definir los materiales candidatos en función de los requisitos específicos de la aplicación.
Por qué los segmentos de junta Torlon:
Torlon PAI es reconocido por su resistencia superior, y la capacidad de mantenerla a altas temperaturas. Su temperatura de transición vítrea (Tg) o punto de reblandecimiento de 280°C (537°F) lo sitúa muy por encima de otros polímeros avanzados. Los grados reforzados con fibra de vidrio o carbono Torlon 30% mejoran la resistencia estructural, y los grados de rodamiento y desgaste mejoran la longevidad en aplicaciones de carga dinámica. Todos los grados de este termoplástico de alto rendimiento resisten una amplia gama de sustancias químicas y se utilizan ampliamente en aplicaciones de estanquidad y cojinetes en las industrias de procesamiento químico y de petróleo y gas.
Los grados Torlon de rendimiento mejorado para segmentos de junta incluyen:
- El Torlon 4301 para cojinetes tiene una proporción de grafito y PTFE similar a la del Torlon 4540 moldeado por compresión, pero ofrece una resistencia y una tenacidad mucho mayores.
- Drake también ofrece una coincidencia exacta con la formulación Torlon 4540 bajo pedido.
- El Torlon 4275 contiene polvo de grafito adicional que disipa el calor de forma más eficaz para aplicaciones de mayor velocidad.
- Torlon 5030 y 7130 son Grados de Torlon reforzados con fibra de vidrio y carbono para servicio lubricado como en retenes de aceite o cuando se requieren cargas más elevadas y una dilatación térmica mínima.
Por qué segmentos de junta PEEK:
El PEEK se considera generalmente un polímero de trabajo en aplicaciones de procesamiento químico y equipos de petróleo y gas. Resiste a una amplísima gama de productos químicos, tiene una gran resistencia a temperaturas elevadas y ofrece un rendimiento inherentemente bueno en cuanto a cojinetes y desgaste. Además del grado sin relleno, el PEEK también está disponible en varias formulaciones de rendimiento mejorado. Las opciones reforzadas con fibra de vidrio y carbono ofrecen mayor resistencia, y los grados de rodamiento y desgaste mejoran el rendimiento a largo plazo en aplicaciones dinámicas.
Las fórmulas PEEK con propiedades mejoradas para los segmentos de sellado incluyen:
- Calidades de cojinetes como Victrex 450FC30 PEEK
- Victrex 450CA30 reforzado con fibra de carbono y KetaSpire KT-820 CF30 para servicio lubricado o para aplicaciones que funcionen contra contrafuertes endurecidos.
Por qué segmentos de junta Ultem:
A diferencia de muchos termoplásticos amorfos, el Ultem conserva su fuerza y resiste el agrietamiento por tensión cuando se expone a vapor, agua caliente y muchos productos químicos, incluidos hidrocarburos alifáticos, alcoholes, ácidos y soluciones acuosas débiles. Tiene una temperatura de transición vítrea de 217°C (423°F) y buenas propiedades mecánicas generales.
Los grados de Ultem de rendimiento mejorado para los segmentos de sellado incluyen:
- Ultem 2300 con un 30% de refuerzo de fibra de vidrio
- Grados reforzados con fibra de carbono de alta resistencia
- Fórmulas resistentes a los rodamientos y al desgaste
Aplicaciones del segmento de juntas
Con una gama de tamaños actual que abarca diámetros de 300 mm (12 pulgadas) a 12,2 metros (40 pies) y no tiene límite superior, los segmentos de sellado Drake ofrecen ventajas de rendimiento y rentabilidad para numerosas aplicaciones de gran diámetro, incluidas:
- Grandes juntas de bombas centrífugas
- Juntas laberínticas para turbocompresores
- Rodamientos y juntas de la torreta
- Juntas de eje marinas
- Juntas de alto horno
Caso práctico: Segmentos de junta Torlon para la Marina de EE.UU.
El desarrollo de los segmentos de sellado Drake permitió a la Marina de EE.UU. aprovechar las ventajas de rendimiento a largo plazo del Torlon 4203 en un conjunto de sellado de eje dinámico. También se ensayaron simultáneamente segmentos de junta fabricados con PEEK 450FC30 de grado de rodamiento. Sin embargo, la mayor capacidad fotovoltaica del Torlon condujo a su cualificación y especificación para la aplicación. En la instalación real, se subensamblan dos segmentos de junta Torlon en soportes de acero inoxidable. A continuación, las dos mitades se instalan alrededor de un eje de 457 mm (18″) y se acoplan como conjunto final.