Juntas mejoradas para compresores centrífugos

15/04/2002
Greene Tweed, uno de los líderes en tecnología de sellado de altas prestaciones, ha diseñado una junta laberíntica hecha con un compuesto de PEEK reforzado con fibra de carbono. Este grado especial de la poliarileterketona PEEK Victrex ha sido desarrollado específicamente para responder a los fabricantes de compresores que pedían mejor rendimiento, menores costes de mantenimiento y mayor productividad.
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El aluminio ha sido tradicionalmente el material preferido para estos casos porque ofrecía juntas de alta calidad que no desgastaban el eje del compresor. Sin embargo, cuando una junta de aluminio entra en contacto con un eje de acero al carbono, sobre todo a altas velocidades, el aluminio puede sufrir daños permanentes. Esto aumenta considerablemente la holgura entre la junta y el eje, con lo que se compromete la eficacia del compresor.

Greenville probó varios polímeros termoplásticos de ingeniería, incluyendo el compuesto PEEK. Algunos presentaban comportamiento higroscópico, sobre todo a temperaturas elevadas, lo que hacía que el material se hinchara o se deformara y se volviera quebradizo. Otros, en cambio, no podían resistir las temperaturas que suelen darse en los compresores centrífugos.

Comparado con otros termoplásticos, el polímero PEEK ofrece unas prestaciones extraordinarias a altas temperaturas. Con una temperatura de fusión de 340 ºC y una temperatura de uso continuo UL de 260 ºC, el compuesto se puede utilizar a temperaturas mucho más elevadas que el propio aluminio, que empieza a ablandarse a partir de los 200 ºC. Además, este polímero se caracteriza por una excelente resistencia a la hidrólisis, propiedades de fricción y desgaste extraordinarias y resistencia a una amplia gama de productos químicos incluso a altas temperaturas, como, por ejemplo, amoníaco y alcalinos que son corrosivos para el aluminio.

En ensayos radiales de desgaste en los que se comparaban juntas de polímero PEEK con juntas de aluminio, Greene Tweed descubrió que las juntas de polímero PEEK presentaban un desgaste considerablemente menor que las de aluminio. Además, un examen visual de los ejes demostraba que la junta laberíntica de aluminio originaba muchas estrías y excoriaciones, en tanto que las de polímero PEEK sólo provocaban una ligera abrasión de superficie.

Una de las grandes virtudes del compuesto polimérico PEEK™ es su ductilidad, que permite que los dientes de la junta se doblen si entran en contacto con el eje. Esta importante propiedad permitió a Greene Tweed reducir la holgura entre la junta y el eje, con lo que se aumentaba la eficacia del compresor y la productividad general. Según el fabricante, el uso de juntas laberínticas hechas con el compuesto PEEK™ puede suponer aumentos de eficacia en un compresor de hasta un 1% por etapa. No es infrecuente que un compresor entero gane entre un 5 y un 6% de eficacia, lo que supone a su vez un ahorro considerable en costes de explotación.

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