El desarrollo de Seal Segments® refleja la voluntad de Drake Plastics de ofrecer a los clientes alternativas más eficientes, económicas y fiables en cuanto al rendimiento, a 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 sellado Drake también abren las ventajas de rendimiento de los polímeros avanzados a los rodamientos y sellos para los grandes equipos rotativos.
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 sellado. Estos arcos extruidos se fabrican con el radio, el grosor y la pared especificados y, a continuación, se mecanizan a las dimensiones exactas requeridas para cada junta. Los arcos mecanizados pueden combinarse para formar juntas divididas o juntas y cojinetes segmentados. Para dar servicio a un amplio espectro de requisitos de aplicación, la gama de tamaños de los arcos de sellado cubre diámetros de sellado a partir de 12 pulgadas (300 mm). No hay límite máximo. En la actualidad, el mayor segmento de sellado de Drake se utiliza para fabricar un sello de 40 pies (12,2 metros) de diámetro.
Una de las principales características de los segmentos de juntas es que permiten realizar montajes de dos piezas o, en el caso de las juntas o rodamientos segmentados, de menos piezas de las que se necesitan tradicionalmente. Dado que se fabrican con dimensiones cercanas al tamaño de la pieza acabada, reducen los costes de material y de mecanizado en comparación con la división de tubos moldeados por compresión de tamaño excesivo o el corte de arcos a partir de placas extruidas. Las ventajas resultantes incluyen un menor coste de fabricación de las juntas y una reducción de las vías de fuga para mejorar la eficacia del sellado cuando las juntas se fabrican con menos piezas.
Dados los entornos químicos agresivos, las presiones y las temperaturas implicadas en muchas aplicaciones de sellado y cojinetes, Drake ofrece segmentos de sellado hechos de varios grados de Torlon PAI, Ultem PEI y PEEK. Estos termoplásticos avanzados ofrecen diferentes combinaciones de propiedades mecánicas, resistencia a las altas temperaturas y a los productos químicos y rendimiento de los rodamientos y del desgaste para satisfacer los diversos requisitos de las aplicaciones.
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 las herramientas como para las series de producción gracias a nuestro diseño de utillaje modular.
Drake ofrece los segmentos de sellado como piezas en bruto para que los clientes los acaben de mecanizar según las dimensiones requeridas. También ofrecemos servicios de mecanizado para proporcionar a los clientes piezas mecanizadas de precisión para imprimir y listas para el montaje.
Producción rentable de sellos
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 importante pérdida de material y un tiempo de mecanizado desmesurado. Uno de los métodos consiste en dividir el tubo moldeado por compresión, unir las dos mitades con bandas o con alfileres y, a continuación, mecanizarlas hasta alcanzar una especificación de redondez. Otro método utiliza piezas que se cortan de una placa extruida o moldeada por compresión. En ambos casos, se necesitan muchas horas de trabajo para cortar, fijar y mecanizar las secciones de la junta en bruto hasta conseguir una configuración en blanco específica. A continuación, las piezas en bruto se mecanizan con precisión para obtener las dimensiones finales de cada junta o cojinete.
Al comenzar con los segmentos de sellado Drake, nuestros clientes evitan estos pasos que requieren mucho trabajo y pasan directamente a la fabricación de piezas. Drake produce segmentos de sellado como arcos con dimensiones que se aproximan a las dimensiones especificadas del sello terminado. 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 en forma de arcos que se ajustan a la forma del anillo de estanqueidad y se pueden acabar de mecanizar y montar 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 en placas extruidas o moldeadas por compresión. Sólo la reducción de la pérdida de material con los segmentos de sellado puede suponer un ahorro de costes de más de cuatro veces.
Consistencia y fiabilidad del rendimiento
Las resinas Torlon, PEEK y Ultem que Drake utiliza para producir los segmentos de sellado son altamente uniformes, lote a lote y se proporcionan certificaciones de resina para cada lote para confirmar la conformidad con la norma respectiva de cada material. Además, la tecnología de proceso de fusión estrechamente 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 que la calidad sea siempre fiable y el rendimiento predecible en todos los segmentos de juntas producidos.
Por el contrario, el moldeo por compresión de tubos de paredes gruesas es propenso a variaciones que pueden provocar una 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 las temperaturas pueden dar lugar a una falta de uniformidad en el material que se procesa. Además, los polímeros tienen una baja conductividad térmica intrínseca. Calentarlos para alcanzar las 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 su totalidad pueden ser particularmente susceptibles a este problema.
La tecnología de proceso de fusión patentada por Drake produce propiedades físicas consistentes que superan las de los productos tradicionales moldeados por compresión. El perfil de rendimiento de los segmentos de sellado se ajusta habitualmente a los valores de la hoja de datos de los proveedores de resina. Drake también mantiene el 100% de la trazabilidad 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 sellado disponibles en una variada gama de formulaciones de Torlon, Ultem y PEEK, los ingenieros pueden elegir el perfil de rendimiento que mejor satisfaga los requisitos de su aplicación.
Nota: Póngase en contacto con nosotros para obtener información detallada sobre los diferentes grados de termoplásticos avanzados para los segmentos de sellado de Drake. Nuestros ingenieros ayudarán a definir los materiales candidatos en función de los requisitos específicos de la aplicación.
Por qué los segmentos de sellado de 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 537°F (280°C) lo sitúa muy por encima de otros polímeros avanzados. Los grados reforzados con fibra de vidrio o de 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 soportan una amplia gama de productos químicos y se utilizan ampliamente en aplicaciones de sellado y cojinetes en las industrias de procesamiento químico y de petróleo y gas.
Los grados de Torlon de mayor rendimiento para los segmentos de sellado incluyen:
- El Torlon 4301 para rodamientos 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 del Torlon 4540 si se solicita.
- 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 servicios lubricados como en los sellos de aceite o cuando se requieren cargas más altas y una mínima expansión térmica.
Por qué los segmentos de sellado PEEK:
El PEEK se considera generalmente un polímero de trabajo en aplicaciones de procesamiento químico y equipos de petróleo y gas. Resiste una gama muy amplia de productos químicos, tiene una gran resistencia a temperaturas elevadas y ofrece un buen rendimiento inherente en cuanto a rodamientos y desgaste. Además de un grado sin relleno, el PEEK también está disponible en una serie de formulaciones de rendimiento mejorado. Las opciones reforzadas con fibra de vidrio y de carbono ofrecen una mayor resistencia, y los grados de rodamiento y desgaste mejoran el rendimiento a largo plazo en aplicaciones dinámicas.
Las formulaciones de PEEK con propiedades mejoradas para los segmentos de sellado incluyen:
- Grados de rodamiento como Victrex 450FC30 PEEK
- Victrex 450CA30 reforzado con fibra de carbono y KetaSpire KT-820 CF30 para servicio lubricado o para aplicaciones que funcionan contra contrafuertes endurecidos.
Por qué los segmentos de junta de Ultem:
A diferencia de muchos termoplásticos amorfos, el Ultem conserva su fuerza y resiste el agrietamiento por tensión cuando se expone al vapor, al agua caliente y a muchos productos químicos, incluidos los hidrocarburos alifáticos, los alcoholes, los ácidos y las soluciones acuosas débiles. Tiene una temperatura de transición del vidrio de 217oC (423oF) y buenas propiedades mecánicas en general.
Las calidades de Ultem mejoradas 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
- Formulaciones resistentes a los rodamientos y al desgaste
Aplicaciones del segmento de las juntas
Con una gama de tamaños actual que abarca diámetros de 12 pulgadas (300 mm) a 40 pies (12,2 metros) y que no tiene límite superior, los segmentos de sellado Drake ofrecen ventajas de rendimiento y rentabilidad para numerosas aplicaciones de gran diámetro, entre ellas:
- Juntas de bombas centrífugas grandes
- Juntas laberínticas para turbocompresores
- Rodamientos y juntas de la torreta
- Juntas de eje marino
- Juntas de altos hornos
Estudio de caso: Segmentos de sellado de Torlon para la Marina de los Estados Unidos
El desarrollo de los segmentos de sellado Drake permitió a la Marina de los Estados Unidos 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 sellado fabricados con PEEK 450FC30 de grado de rodamiento. Sin embargo, la mayor capacidad fotovoltaica del Torlon llevó a su calificación y especificación para la aplicación. En la instalación real, dos segmentos de junta de Torlon se subensamblan en soportes de acero inoxidable. A continuación, las dos mitades se instalan alrededor de un eje de 18″ (457 mm) y se acoplan como conjunto final.
