La fluencia en juntas planas
La fluencia es un fenómeno que acusan los materiales empleados para la fabricación de juntas planas y al que no se le da la suficiente importancia.
Para comprender qué significa la fluencia de una junta plana, supongamos que has instalado una junta como la de la imagen de arriba, con el par de apriete recomendado que en este caso es de 100 N·m en cada tornillo.
Dos días después y antes de poner en marcha la instalación, siguiendo el protocolo de seguridad en planta, procedes a la verificación de los aprietes de las juntas. Para tu sorpresa, la tornillería de la brida donde instalaste la junta, muestra un par de apriete de 90 N·m y no el par aplicado durante el montaje dos días antes, con lo que la debes reapretar. Para empezar, un consejo: nunca lo hagas en caliente puesto que la tornillería no tiene la misma elasticidad que en frío.
Pero, ¿qué ha ocurrido?¿Un error humano? No.
Lo que ha sucedido es que el material de la junta no ha podido mantener su espesor bajo el apriete de los tornillos. En otras palabras, la junta se ha relajado con un efecto similar al de haberse aflojado las tuercas de los tornillos. Se dice entonces que la junta ha sufrido de fluencia.
Los materiales para juntas, exigen un valor mínimo de presión superficial para sellar la unión embridada. Esta presión la proporciona la fuerza ortogonal aplicada (par de apriete) al área de la junta.
Si se da el caso que el espesor del material de la junta se resiente y cede ante el par que se está aplicando a la unión embridada, automáticamente el aŕea de junta aumenta y, en consecuencia, la presión superficial ejercida disminuye proporcionalmente. Si se reduce por debajo del valor mńimo de la misma, entonces la unión embridada fuga.
Como usuario de juntas de PTFE Virgen, este problema no te sonará a nuevo. Cuando empleas juntas de PTFE Virgen, debes reapretar frecuentemente las bridas por la alta fluencia del material de la junta. De hecho, el PTFE Virgen es, seguramente, el peor material para juntas y solo se usa por su excelente resistencia química.
La tabla siguiente muestra algunos valores de fluencia en función del material de la junta y de la temperatura. La fluencia se expresa como pérdida del apriete inicial (%), a la temperatura indicada y para la misma base de tiempo en todos los casos.
La solución del problema de fluencia de un material no es sencilla en absoluto. De entre los posibles materiales para juntas, deberás escoger aquél cuyo fabricante publique el valor más bajo de fluencia / relajación.
El espesor de la junta también juega un papel importante. A menor espesor, menor fluencia del material
Siempre que sea posible, debesevaluar la presión superficial que hará la junta al par reducido por la fluencia del material y asegurarte de que dicha presión superficial es superior a la mínima exigida por el material.
Por otra parte, en el caso de instalar juntas de PTFE, la adición de cargas al PTFE Virgen reduce significativamente la fluencia del material. Los aditivos actúan como barreras que contienen la deformación del PTFE. Además, si se parte de PTFE reestructurado (Gylon®), los resultados mejoran considerablemente.
La imagen siguiente presenta juntas de PTFE con cargas, antes y después del ensayo de fluencia. Las juntas se someten a 260 ºC durante 1 hora y se comprimen a una presión de 140 bar. La fluencia se manifiesta por una pérdida de la integridad estructural de la muestra:
Las muestras 1, 2 y 3 son de Gylon® con cargas de sulfato de bario, de microesferas de vidrio y de sílica, respectivamente. La muestra 4 es PTFE Virgen.
La probeta nº 3 de Gylon® con sílica tiene la fluencia más baja, a diferencia de la probeta de PTFE Virgen que claramente se ha deformado y es irrecuperable.
Desde EPIDOR SRT, ponemos a tu disposición nuestro Dpto. Técnico para asesorarte adecuadamente. Consúltanos tu problema y buscaremos la solución más adecuada a tus necesidades.
