Dónde encontrar información técnica sobre las juntas de expansión de caucho

Al presentar a los consumidores las juntas de expansión de goma, surgen varias preguntas iniciales. ¿Qué son las juntas de dilatación de goma? ¿Cuál es la función de las juntas de dilatación de caucho? ¿Hay diferentes tipos? ¿Cuáles son las capacidades? ¿Cómo instalo uno? Las respuestas a estas y otras preguntas se pueden encontrar en el Manual Técnico para Tuberías de Juntas de Expansión 8.1, que acaba de ser publicado por la Asociación de Sellado de Fluidos.

El manual es una guía técnica desarrollada por la división de tuberías de juntas de expansión de la Asociación de Sellado de Fluidos. Esta división creó el Manual técnico como una valiosa fuente de referencia de información pertinente y datos fácticos para los miles de ingenieros cuyas preocupaciones diarias son el diseño de sistemas de tuberías y la supervisión de instalaciones. El manual es una compilación de estándares de construcción y una guía para especificar y comprar juntas de expansión de goma. La información proporcionada se basa en una gran cantidad de conocimientos asociados recopilados de estas diferentes empresas miembro.

El manual brinda la siguiente información sobre las juntas de expansión de caucho: la definición de lo que es una junta de expansión de caucho, sus diferentes tipos y estilos, los elastómeros comúnmente disponibles y las diversas configuraciones de diseño y accesorios para las juntas de expansión de caucho. También proporciona datos de diseño técnico e información sobre las condiciones de diseño comunes para los diferentes tipos de juntas de expansión y pautas sobre cómo instalar y mantener las juntas de expansión de caucho.

La definición de una junta de expansión de goma según el manual es un conector de tubería flexible fabricado con elastómeros naturales o sintéticos, fluoroplásticos y telas y, si es necesario, refuerzos metálicos para aliviar la tensión en un sistema de tuberías debido a vibraciones y/o movimientos térmicos y mecánicos. . Las juntas de expansión se pueden incorporar en el diseño de un sistema de tuberías para resolver problemas anticipados de vibración, ruido, golpes, corrosión, abrasión y tensiones. La junta de expansión se usará para amortiguar la vibración anticipada y/o la transmisión de ruido de las bombas centrífugas u otros equipos que puedan causar un exceso de vibración, que puede transmitirse a través del sistema. La junta de expansión también puede compensar los movimientos axiales, laterales, angulares y de torsión que ocurren debido a los cambios térmicos o los efectos de las sobretensiones hidráulicas colocando estratégicamente las juntas de expansión en el sistema. Algunos lugares comunes donde las juntas de expansión de goma se ven a menudo en un sistema de tuberías son en la entrada y descarga de las bombas, en la circulación de agua de refrigeración y en los sistemas de intercambio de calor o en cualquier lugar donde se necesite amortiguación de vibraciones, flexibilidad y/o reducción de las tensiones de la tubería.

Hay varios tipos de juntas de expansión de goma disponibles en varias configuraciones de diseño y elastómeros, según los requisitos de la aplicación. El manual analiza en detalle los diferentes tipos de juntas de expansión de goma; sin embargo, los dos tipos más comunes de juntas de expansión de goma son el tipo de carrete y el tipo de esfera moldeada. La junta de expansión de goma tipo carrete normalmente incorpora una brida de goma de cara completa como parte integral del cuerpo de la junta de expansión. La brida de caucho de cara completa tiene el grosor suficiente para formar un sello hermético contra las bridas de acoplamiento sin el uso de juntas. Este estilo de junta de expansión de caucho está disponible en muchas configuraciones de diseño diferentes, desde los muy comunes diseños de arco abierto simple y múltiple hasta el arco relleno o versiones revestidas para aplicaciones de lodos/abrasivos. Otras configuraciones de diseño del tipo de carrete incluyen las versiones reductoras concéntricas y excéntricas del tipo de manguito que renuncian a las bridas de goma de cara completa y en su lugar emplean extremos de manguito diseñados para deslizarse en la tubería de acoplamiento para un sello hermético.

El otro tipo más común de junta de expansión de caucho, el tipo de esfera moldeada, incorpora la capacidad de amortiguación de vibraciones y movimiento de una junta de expansión tipo carrete en un dispositivo compacto y robusto. Las características distintivas de la junta de expansión tipo esfera moldeada son la forma del cuerpo, las bridas flotantes de metal y el sello del extremo rebordeado. El sello del extremo rebordeado es diferente en comparación con la brida de caucho de cara completa que se encuentra típicamente en la junta de expansión tipo carrete, lo que brinda un estilo diferente de sellado con características similares al diseño tipo carrete. Las configuraciones de diseño más comunes del tipo de esfera incluyen los diseños de esfera única y esfera doble.

Estos diferentes tipos de juntas de dilatación también vienen con diferentes accesorios para facilitar su función. Los accesorios más comunes son las unidades de control, que están disponibles en algunos estilos diferentes según la aplicación. Están diseñados para restringir la carga de empuje de presión desarrollada por una junta de expansión cuando está presurizada y/o para restringir el movimiento de la junta de expansión dentro de sus capacidades de diseño. Dicho esto, surge una nueva pregunta. ¿Qué es el empuje de presión de una junta de expansión?

Cuando describa el empuje de presión, considere equipararlo con inflar un globo. A medida que el globo se infla, se expande hacia afuera. Una junta de expansión hará lo mismo si no está restringida, y dependiendo de cómo se soporte, guíe y ancle el sistema de tuberías, a medida que se presuriza la junta de expansión de goma, se creará una carga de empuje de presión que se ejercerá sobre el sistema. Si el sistema no está restringido, entonces esta carga de empuje de presión puede hacer que la junta de expansión se expanda más allá de sus capacidades de diseño. Para los sistemas no restringidos/no anclados, estas unidades de control deberán restringir esta carga de empuje de presión para garantizar que la junta de expansión no opere más allá de sus capacidades de diseño. Las unidades de control también vienen en algunas configuraciones de diseño diferentes, según el tipo de movimiento que se esté restringiendo. Estos van desde limitar la extensión axial de la junta de expansión solo hasta limitar tanto la extensión axial como la compresión o permitir que la junta de expansión solo se desvíe angularmente.

¿Qué sucede si está buscando información técnica sobre las juntas de expansión de caucho? El manual es una riqueza de conocimientos para la fase de diseño de un proyecto de tuberías. El manual tiene datos de diseño para los tipos comunes de juntas de expansión de goma, incluidos sus índices de temperatura máxima para los diferentes elastómeros, las características de presión típicas de los diferentes estilos de juntas de expansión de goma y su movimiento común y las capacidades de índice de resorte asociadas. Esta información es valiosa en la fase de diseño de un sistema de tuberías al determinar el estilo correcto de junta de expansión a utilizar. Esta información técnica puede ayudar a tomar una decisión informada al determinar las opciones de diseño en un sistema de tuberías con respecto a la colocación de juntas de expansión y cómo actuará la junta de expansión en función de los requisitos de diseño del sistema.

Surgen preguntas importantes al determinar las opciones de diseño. Por ejemplo, ¿compensará la junta de expansión el crecimiento/contracción axial requerido de la tubería sin ejercer demasiada carga de tensión en una boquilla, un cabezal de tubería o una brida de bomba? Los datos técnicos que se encuentran en el manual, junto con un análisis de tensión de la tubería, pueden determinar la respuesta a esta pregunta, y el diseño se puede modificar o se puede usar una junta de expansión diferente para que el diseño esté dentro de las tolerancias de tensión permitidas. Hacer estas determinaciones en la fase de diseño y especificar el estilo de la junta de expansión requerida para la aplicación/instalación específica reduce la posibilidad de que se use una junta de expansión incorrecta.

Si está interesado en obtener más información sobre las juntas de expansión de caucho, el recientemente publicado Manual técnico para tuberías de juntas de expansión 8.1 de la Asociación de sellado de fluidos es su guía de referencia para las tuberías de juntas de expansión. Descargue una copia en www.fluidsealing.com.

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James M. Gannatal es ingeniero mecánico en Proco Products, Inc. Se convirtió en miembro de la Asociación de Sellado de Fluidos en 2020.