Sellos y Juntas - Seals
Las juntas se utilizan para evitar que el fluido pase por un determinado punto, así como para mantener el aire y la suciedad fuera del sistema en el que se utilizan.
El aumento del uso de la hidráulica y la neumática en los sistemas de las aeronaves ha creado la necesidad de contar con empaquetaduras y juntas de diferentes características y diseños para hacer frente a las numerosas variaciones de velocidades y temperaturas de funcionamiento a las que están sometidas. Ningún estilo o tipo de junta es satisfactorio para todas las instalaciones. Algunas de las razones para ello son
- La presión a la que funciona el sistema
- Tipo de fluido utilizado en el sistema
- El acabado del metal y la holgura entre las piezas adyacentes
- Tipo de movimiento (rotativo o recíproco), si lo hay
Las juntas se dividen en tres clases principales: empaquetaduras, juntas y rascadores.
Empaquetaduras - Packings
Las empaquetaduras están hechas de caucho sintético o natural. Se utilizan generalmente como "juntas de funcionamiento", es decir, en unidades que contienen piezas móviles, como cilindros de accionamiento, bombas, válvulas selectoras, etc. Las empaquetaduras se fabrican en forma de juntas tóricas, anillos en V y anillos en U, cada uno de ellos diseñado para un fin específico.
Juntas tóricas - O-Ring Packings
Las empaquetaduras de junta tórica se utilizan para evitar fugas tanto internas como externas. Este tipo de anillo de empaquetadura sella eficazmente en ambas direcciones y es el más utilizado. En instalaciones sujetas a presiones superiores a 1.500 psi, se utilizan anillos de respaldo con juntas tóricas para evitar la extrusión.
Cuando la empaquetadura de junta tórica está sometida a presión por ambos lados, como en los cilindros de accionamiento, deben utilizarse dos anillos de respaldo (uno a cada lado de la junta tórica). Cuando una junta tórica está sometida a presión por un solo lado, se suele utilizar un solo anillo de apoyo. En este caso, el anillo de apoyo se coloca siempre en el lado de la junta tórica que está alejado de la presión.
Los materiales con los que se fabrican las juntas tóricas han sido compuestos para diversas condiciones de funcionamiento, temperaturas y fluidos. Una junta tórica diseñada específicamente para su uso como sello estático (estacionario), probablemente no hará el trabajo cuando se instala en una parte móvil, como un pistón hidráulico.
La mayoría de las juntas tóricas son similares en apariencia y textura, pero sus características pueden ser muy diferentes. Una junta tórica es inútil si no es compatible con el fluido del sistema y la temperatura de funcionamiento.
Los avances en el diseño de las aeronaves han exigido nuevas composiciones de juntas tóricas para adaptarse a las nuevas condiciones de funcionamiento. Las juntas tóricas hidráulicas se establecieron originalmente bajo los números de especificación AN (6227, 6230 y 6290) para su uso en el fluido MIL-H-5606 a temperaturas que oscilaban entre -65 °F y +160 °F.
Cuando los nuevos diseños elevaron las temperaturas de funcionamiento hasta unos posibles 275 °F, se desarrollaron y perfeccionaron más compuestos.
Recientemente, se desarrolló un compuesto que ofrecía un mejor rendimiento a baja temperatura sin sacrificar el rendimiento a alta temperatura, dejando obsoletas las otras series. Este material superior se adoptó en la serie MS28775. Esta serie es ahora el estándar para los sistemas MIL-H-5606 en los que la temperatura puede variar de -65 °F a +275 °F.
Los fabricantes proporcionan un código de colores en algunas juntas tóricas, pero esto no es un medio fiable o completo de identificación. El sistema de codificación por colores no identifica los tamaños, sino sólo la compatibilidad del fluido o vapor del sistema y, en algunos casos, el fabricante.
Los códigos de color de las juntas tóricas compatibles con el fluido MIL-H-5606 siempre contienen azul, pero también pueden contener rojo u otros colores. Las empaquetaduras y juntas aptas para su uso con el fluido Skydrol™ siempre están codificadas con una franja verde, pero también pueden tener un punto azul, gris, rojo, verde o amarillo como parte del código de color.
Los códigos de color de las juntas tóricas compatibles con el fluido de hidrocarburos siempre contienen rojo, pero nunca contienen azul. Una franja de color alrededor de la circunferencia indica que la junta tórica es un sello de junta de tope. El color de la raya indica la compatibilidad del fluido: rojo para el combustible, azul para el fluido hidráulico.
La codificación en algunos anillos no es permanente. En otros puede omitirse debido a dificultades de fabricación o a la interferencia con el funcionamiento. Además, el sistema de codificación por colores no permite establecer la antigüedad de la junta tórica ni sus limitaciones de temperatura.
Debido a las dificultades de la codificación por colores, las juntas tóricas están disponibles en sobres individuales herméticos etiquetados con todos los datos pertinentes. A la hora de seleccionar una junta tórica para su instalación, el número de pieza básico que figura en el sobre sellado proporciona la identificación más fiable del compuesto.
Aunque una junta tórica pueda parecer perfecta a primera vista, pueden existir ligeros defectos superficiales. Estos defectos son a menudo capaces de impedir un rendimiento satisfactorio de la junta tórica bajo las presiones variables de funcionamiento de los sistemas de las aeronaves; por lo tanto, las juntas tóricas deben ser rechazadas por los defectos que afectan a su rendimiento.
Tales defectos son difíciles de detectar, y un fabricante de aeronaves recomienda utilizar una lupa de 4 aumentos con una iluminación adecuada para inspeccionar cada anillo antes de instalarlo.
Haciendo rodar el anillo sobre un cono o espiga de inspección, también se puede comprobar la superficie del diámetro interior en busca de pequeñas grietas, partículas de material extraño u otras irregularidades que causen fugas o acorten la vida útil de la junta tórica. El ligero estiramiento del anillo cuando se enrolla del revés ayuda a revelar algunos defectos que no son visibles de otro modo.
Anillos de respaldo - Backup Rings
Los anillos de respaldo (MS28782) hechos de Teflon™ no se deterioran con el tiempo, no se ven afectados por ningún fluido o vapor del sistema, y pueden tolerar temperaturas extremas superiores a las que se encuentran en los sistemas hidráulicos de alta presión. Sus números de guiones indican no sólo su tamaño, sino que también se relacionan directamente con el número de guiones de la junta tórica para la que son dimensionalmente adecuados.
Se pueden adquirir bajo varios números de pieza básicos, pero son intercambiables; es decir, cualquier anillo de refuerzo de Teflon™ puede utilizarse para reemplazar cualquier otro anillo de refuerzo de Teflon™ si tiene la dimensión general adecuada para soportar la junta tórica correspondiente. Los anillos de respaldo no están codificados por colores o marcados de otra manera y deben ser identificados a partir de las etiquetas del paquete.
La inspección de los anillos de apoyo debe incluir una comprobación para asegurar que las superficies están libres de irregularidades, que los bordes están bien cortados y afilados, y que los cortes en forma de bufanda son paralelos. Al comprobar los anillos de respaldo de Teflon™ en espiral, asegúrese de que las bobinas no se separan más de 1 ⁄4 pulgadas cuando no están sujetas.
Empaquetaduras de anillos en V - V-Ring Packings
Las empaquetaduras de anillos en V (AN6225) son sellos unidireccionales y siempre se instalan con el extremo abierto de la "V" hacia la presión. Las empaquetaduras de anillo en V deben tener un adaptador macho y hembra para mantenerlas en la posición correcta después de la instalación. También es necesario aplicar un torque de apriete al retén de la junta con el valor especificado por el fabricante del componente al que se está dando servicio, o la junta podría no dar un servicio satisfactorio.
Empaquetaduras de anillo en U - U-Ring Packings
Las empaquetaduras de anillo en U (AN6226) y las empaquetaduras de copa en U se utilizan en los conjuntos de freno y en los cilindros maestros de freno. El anillo en U y la copa en U sellan la presión en una sola dirección; por lo tanto, el labio de las empaquetaduras debe estar orientado hacia la presión. Las empaquetaduras de anillo en U son principalmente empaquetaduras de baja presión que se utilizan con presiones inferiores a 1.000 psi.
Empaques - Gaskets
Las juntas se utilizan como sellos estáticos (estacionarios) entre dos superficies planas. Algunos de los materiales más comunes para las juntas son el amianto, el cobre, el corcho y el caucho.
Las láminas de amianto se utilizan cuando se necesita una junta resistente al calor. Se utiliza mucho para las juntas de los sistemas de escape. La mayoría de las juntas de escape de amianto tienen una fina lámina de cobre en el borde para prolongar su vida útil.
Se utiliza una arandela de cobre macizo para las juntas de bujías, en las que es esencial disponer de una junta no comprimible, pero sí semiblanda. Las juntas de corcho pueden utilizarse como sello de aceite entre el cárter del motor y los accesorios, y cuando se requiere una junta que pueda ocupar un espacio desigual o variable causado por una superficie rugosa o por la expansión y contracción.
La lámina de caucho puede utilizarse cuando se necesite una junta comprimible. No debe utilizarse en ningún lugar donde pueda entrar en contacto con gasolina o aceite, ya que el caucho se deteriora muy rápidamente cuando se expone a estas sustancias.
Las juntas se utilizan en sistemas de fluidos alrededor de las tapas de los cilindros de accionamiento, válvulas y otras unidades. La junta que se utiliza generalmente para este fin tiene la forma de una junta tórica, similar a las empaquetaduras de junta tórica.
Rascadores - Wipers
Los rascadores se utilizan para limpiar y lubricar las partes expuestas de los ejes de los pistones. Impiden que la suciedad entre en el sistema y ayudan a proteger el eje del pistón contra el rayado. Los rascadores pueden ser metálicos o de fieltro. A veces se utilizan juntos, un rascador de fieltro instalado detrás de un rascador metálico.
Compuestos de sellado - Sealing Compounds
Ciertas zonas de todos los aviones se sellan para soportar la presurización por aire, para evitar la fuga de combustible, para impedir el paso de humos o para evitar la corrosión sellando contra la intemperie.
La mayoría de los selladores consisten en dos o más ingredientes debidamente proporcionados y compuestos para obtener los mejores resultados. Algunos materiales están listos para su uso tal y como están empaquetados, pero otros requieren ser mezclados antes de su aplicación.
Selladores de una parte - One Part Sealants
Los sellantes de una parte son preparados por el fabricante y están listos para su aplicación tal y como están envasados. Sin embargo, la consistencia de algunos de estos compuestos puede ser alterada para satisfacer un método particular de aplicación. Si se desea diluir, utilice el diluyente recomendado por el fabricante del sellante.
Selladores de dos partes - Two Part Sealants
Los sellantes de dos partes son compuestos que requieren un embalaje separado para evitar el curado antes de la aplicación y se identifican como el compuesto de sellado base y el acelerador. Cualquier alteración de las proporciones prescritas reduce la calidad del material. Combinando porciones iguales, en peso, del compuesto base y del acelerador, se mezclan los selladores de dos partes.
Todo el material de sellado debe pesarse cuidadosamente de acuerdo con las recomendaciones del fabricante del sellador. El material de sellado se suele pesar con una balanza equipada con pesas especialmente preparadas para diversas cantidades de sellante y acelerador.
Antes de pesar los materiales de sellado, revuelva bien tanto el compuesto sellador base como el acelerador. No utilice acelerador que esté seco, con grumos o escamas. Los kits de selladores prepesados no requieren el pesaje del sellador y el acelerador antes de la mezcla cuando se va a mezclar toda la cantidad.
Después de determinar la cantidad adecuada de compuesto sellador base y acelerador, añada el acelerador al compuesto sellador base. Inmediatamente después de añadir el acelerador, mezcle bien las dos partes removiendo o doblando, dependiendo de la consistencia del material.
Mezclar cuidadosamente el material para evitar que el aire quede atrapado en la mezcla. Una agitación demasiado rápida o prolongada genera calor en la mezcla y acorta el tiempo de aplicación normal (vida útil) del sellador mezclado.
Para asegurarse de que el compuesto está bien mezclado, pruebe untando una pequeña porción en una superficie limpia y plana de metal o vidrio. Si se encuentran motas o grumos, continúe mezclando. Si no se pueden eliminar las motas o los grumos, rechace el lote.
La vida útil del sellante mezclado es de 1 ⁄2 horas a 4 horas (dependiendo de la clase de sellante); por lo tanto, aplique el sellante mezclado lo antes posible o colóquelo en un almacén refrigerado.
La velocidad de curado de los sellantes mezclados varía con los cambios de temperatura y humedad. El curado de los sellantes es extremadamente lento si la temperatura es inferior a 60 °F. Una temperatura de 77 °F con un 50% de humedad relativa es la condición ideal para el curado de la mayoría de los sellantes.
El curado se puede acelerar aumentando la temperatura, pero nunca se debe permitir que la temperatura supere los 120 °F en ningún momento del ciclo de curado. El calor puede aplicarse utilizando lámparas de infrarrojos o aire caliente. Si se utiliza aire caliente, debe ser filtrado adecuadamente para eliminar la humedad y la suciedad.
No se debe aplicar calor a ninguna instalación de sellador de superficies de contacto hasta que se haya completado todo el trabajo. Todas las aplicaciones de superficies de contacto deben tener todas las fijaciones, permanentes o temporales, completadas dentro de las limitaciones de aplicación del sellante.
El sellante debe estar curado hasta una condición libre de pegajosidad antes de aplicar los recubrimientos superiores con brocha. (La consistencia libre de pegajosidad es el punto en el que una hoja de celofán presionada sobre el sellante ya no se adhiere).
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