Un racor que sella perfectamente en el banco de pruebas a temperatura ambiente puede fallar al estar instalado en un equipo expuesto a la intemperie durante el invierno canadiense o trabajando junto a un bloque de motor bajo el calor del verano. Es poco común que los racores hidráulicos fallen debido a temperaturas extremas, como sí lo hacen por exceso de presión; simplemente se endurecen o debilitan hasta que pierden su flexibilidad. Las fugas solo indican que el daño ya se había producido mucho antes. Para los distribuidores que realizan envíos a climas diversos, saber cómo afecta la temperatura a un racor y qué componente falla primero es más importante que cualquier especificación técnica.
La carrocería de acero no suele ser el punto débil.
El acero al carbono puede soportar un rango de temperaturas más amplio de lo que la mayoría de la gente cree. El peligro en el extremo inferior de la escala de temperaturas no radica en la corrosión, sino en la tendencia del acero a volverse quebradizo por el frío. Esa es una preocupación real en los oleoductos árticos y el acero estructural, pero para Adaptadores hidráulicos En condiciones normales de uso al aire libre, el acero al carbono estándar se mantiene dentro de los límites de seguridad hasta las temperaturas mínimas típicas de climas fríos. Es en condiciones de frío extremo, donde las temperaturas sostenidas por debajo de aproximadamente -40 °C/-40 °F comienzan a ser importantes los aceros especiales para bajas temperaturas, como los de las normas ASTM A333 o A350 LF2. En el extremo superior, el acero tolera temperaturas mucho más altas que cualquier sello o fluido hidráulico. Sin embargo, en realidad, la temperatura límite de la conexión no dependerá del material con el que esté fabricada, sino de su sellador.
El sello es donde la temperatura realmente gana o pierde.
La mayoría de los racores hidráulicos de acero sellan con un elastómero, y el rango de temperatura de ese material suele ser la especificación que realmente limita todo el conjunto.
El NBR (nitrilo) es la opción estándar para aplicaciones hidráulicas generales, con un rango de temperatura aproximado de -40 °C a +100 °C, según el compuesto. Se flexiona bien en frío y resiste eficazmente los aceites derivados del petróleo, pero se endurece cerca de su límite superior de temperatura, y la exposición a los rayos UV o al ozono reduce su vida útil en exteriores.
El FKM (Viton) se comporta mejor a temperaturas superiores a las típicas del sistema (de -20 °C a +200 °C). El FKM resiste mucho mejor el calor, los medios oxidantes y los lubricantes artificiales agresivos que el NBR; por eso se utiliza en sistemas que operan a temperaturas elevadas de forma continua, aunque el FKM normal es muy inflexible a bajas temperaturas.
Silicona. Una característica única de la silicona es su amplia flexibilidad, ya que se mantiene flexible desde temperaturas tan bajas como -60 °C hasta temperaturas de +200 °C. La desventaja de la silicona es mecánica, ya que se rasga fácilmente y se desgasta rápidamente en comparación con el caucho NBR o FKM.
EPDMEn este caso, conviene ser cauteloso más que recomendable. Soporta el calor y la intemperie excepcionalmente bien, pero se hincha y se degrada en aceite hidráulico a base de petróleo; pertenece a sistemas de agua o líquido de frenos, no a sistemas hidráulicos estándar de aceite mineral, independientemente de lo atractivas que parezcan sus especificaciones de temperatura sobre el papel.
Comparación de materiales de sellado según el rango de temperatura.
Material de sellado | Rango típico | ¿Compatible con aceite hidráulico? | Punto débil |
NBR (Nitrilo) | -40°C a +100°C | Sí, estándar de la industria | Se endurece cerca del límite superior, se degrada con la radiación UV/ozono. |
FKM (Viton) | -20°C a +200°C | Sí | Poca flexibilidad en frío prolongado |
Silicona | -60°C a +200°C | compuesto de control limitado | Baja resistencia al desgarro/abrasión |
EPDM | -50°C a +120°C | No apto para aceite | Elección errónea para sistemas hidráulicos de aceite mineral. |
¿Qué sucede realmente en cada extremo?
A altas temperaturas , el sello suele ser el primer componente en fallar. Esto se debe a que los elastómeros pierden elasticidad cerca de sus límites superiores y, dado que la deformación permanente por compresión (que es la pérdida de elasticidad del sello) aumenta con el calor, cuando un sello sufre esta deformación, pierde su capacidad para mantener una presión constante. En consecuencia, deja de retener y comienza a tener fugas. El calor también afecta al aceite hidráulico, ya que lo degrada y deja depósitos que dificultan el contacto con la superficie del sello.
En condiciones de frío intenso , el mismo material elastomérico se endurece en lugar de ablandarse, y el material de sellado endurecido no puede adaptarse a pequeñas irregularidades en la superficie, al igual que sucedería a temperatura ambiente. Esto provoca que la conexión que funcionó perfectamente durante los meses de verano presente una fuga el primer día frío del año. Además, las bajas temperaturas aumentan la viscosidad del aceite hidráulico, lo que conlleva mayores caídas de presión en el fluido y una mayor presión en todos los puntos de conexión, incluidas las conexiones.
Puntos clave de selección
- Asegúrese de seleccionar una junta que coincida con el rango de temperatura del propio equipo, no solo con el tipo de fluido; incluso dos sistemas idénticos que funcionan con el mismo aceite pueden requerir juntas diferentes si uno opera al aire libre en un clima más frío.
- Prioriza la compatibilidad antes que el rango de temperatura. Un elastómero con excelentes especificaciones de temperatura seguirá siendo un producto inadecuado si no es apto para su uso con fluidos hidráulicos derivados del petróleo.
- Esto no significa que una mayor resistencia al calor sea necesariamente la mejor opción. Los materiales FKM ofrecen un mejor rendimiento a temperaturas elevadas en comparación con el NBR, pero en ambientes fríos ocurre lo contrario, lo que significa que centrarse únicamente en la especificación de temperatura máxima es una mala idea.
- Considere el ciclo de trabajo, no solo la temperatura ambiente. Los equipos de funcionamiento continuo generan calor localizado en el punto de sellado por encima de la temperatura ambiente.
- Para sistemas que operan en condiciones extremas de temperatura y corrosión, como maquinaria marina, química o costera, conviene reconsiderar el material de los racores. Si bien el acero al carbono con recubrimiento suele ser suficiente para cualquier condición, puede resultar ventajoso optar por el acero inoxidable debido a su resistencia inherente a la corrosión.
- Si necesita un rendimiento extremadamente resistente y desea operar a temperaturas inferiores a -40 °C o superiores al límite del FKM estándar, consulte al fabricante sobre formulaciones especiales.
![Aspectos clave de rendimiento y selección de racores hidráulicos de acero en condiciones de alta y baja temperatura. 1]()
Preguntas frecuentes
¿Realmente se produce algún daño en la pieza de acero o en el sellado a causa del clima frío?
En condiciones normales de frío, lo primero que fallará será el sellado. Este se congelará e impedirá el ajuste con la superficie de sellado. El acero al carbono común no presenta problemas de fragilización en condiciones normales de frío. ¿Es el FKM (Viton) siempre mejor que el NBR, ya que soporta más calor?
No. Si bien la resistencia al frío del FKM es cierta, su rendimiento es inferior al del NBR en temperaturas frías prolongadas. La respuesta correcta reside en todo el rango de temperaturas al que estará expuesta la pieza, no solo en el valor máximo. ¿Se pueden utilizar juntas de EPDM en un sistema hidráulico estándar?
No, en realidad no. El material se comporta bien a diversas temperaturas y condiciones climáticas, pero no es apto para aceites hidráulicos, ya que se hincha y se deteriora al entrar en contacto con ellos. ¿Por qué una conexión que funcionó perfectamente durante todo el verano empezó a tener fugas en invierno?
Por lo general, se trata de una junta que pierde flexibilidad con el frío, en lugar de un defecto en la pieza de montaje; una junta que ya no puede adaptarse a pequeñas variaciones de la superficie deja de sellar completamente, aunque la pieza de montaje en sí no haya cambiado. ¿Tiene la temperatura algún otro efecto además del que produce sobre la junta y el fluido?
Sí, cuanto menor sea la temperatura, más espeso se vuelve el aceite hidráulico; por lo tanto, aumentará la caída de presión, especialmente cuando el calor y la corrosión están presentes simultáneamente.
Selección de accesorios que se adapten al entorno operativo real.
De nada sirve tener el estándar de rosca y el tipo de junta correctos si la junta no es compatible con las condiciones ambientales en las que opera el equipo. Una falla por temperatura es una falla silenciosa, ya que tarda varias semanas en manifestarse a través de una fuga. Fuentes consultadas:
Power & Motion Tech, "Selección de sellos para cilindros hidráulicos: Guía de compatibilidad de materiales" https://www.powermotiontech.com/hydraulics/hydraulic-seals/article/55389873/hydraulic- Guía de compatibilidad de materiales para la selección de juntas de cilindro
WRKR, "Selección de materiales de sellado en función de la temperatura" https://o- ringseal.com/technical/temperature-based-seal-material-selection/
ERIKS, "Manual técnico de juntas tóricas: elastómeros básicos" https://o-ring.info/en/o- anillo/manual%20técnico/06%20-%20eriks%20nv%20-%20 o- Manual técnico de anillos - elastómeros básicos.pdf
Rubber and Seal, "EPDM vs. Caucho de silicona: Guía comparativa completa" — https://rubberandseal.com/what-is-the-difference-between-epdm-and-silicone-rubber/
Total Materia, "Aceros para servicio criogénico a bajas temperaturas" — https://www.totalmateria.com/en-us/articles/steels-for-cryogenic-low-temperature-service/