Guía de selección de juntas tóricas de nitrilo (NBR) y fluorocarbono (FKM) para maquinaria industrial común

El caucho de nitrilo (NBR), conocido comercialmente como Buna-N, y el elastómero de fluorocarbono (FKM) son materiales fundamentales en el ámbito del sellado industrial. Su selección es fundamental para garantizar la fiabilidad y eficiencia de la maquinaria en sectores como la fabricación, la automoción y los equipos pesados. El NBR es un copolímero de acrilonitrilo y butadieno, cuya resistencia al aceite es proporcional al contenido de acrilonitrilo —típicamente entre el 18 % y el 50 %. Esta estructura le confiere una excelente resistencia a aceites, grasas, combustibles y fluidos hidráulicos derivados del petróleo (designación ASTM D1418). Su rango de temperatura de funcionamiento es generalmente de -40 °C a +120 °°C, aunque existen grados especialmente formulados que pueden ampliar este rango. El NBR también ofrece una buena resistencia a la tracción, al aplastamiento («compression set») y a la abrasión, lo que lo convierte en un sello versátil y rentable para bombas, cilindros, vástagos de válvulas y sistemas hidráulicos.

El FKM, por otro lado, es un polímero de hidrocarburo fluorado. Sus enlaces carbono-flúor superiores le otorgan una resistencia excepcional a altas temperaturas (servicio continuo hasta 200 °°C, servicio corto hasta 230 °°C), a una amplia gama de productos químicos (incluidos ácidos, combustibles y lubricantes agresivos) y una excelente resistencia al ozono y a los rayos UV. Los tipos más comunes de FKM incluyen las calidades A, B, F y GLT, cada una diseñada específicamente para determinadas compatibilidades con fluidos y para ofrecer flexibilidad a bajas temperaturas.

El proceso de selección entre NBR y FKM sigue un árbol de decisiones estructurado:

1. Compatibilidad con medios: Consulte las tablas de resistencia química. El NBR se hincha en ciertos ésteres y cetonas; el FKM es generalmente inerte frente a hidrocarburos y muchos compuestos orgánicos, pero puede verse afectado por agua caliente, vapor y ciertas aminas.

2. Perfil de temperatura: Tenga en cuenta tanto la temperatura de funcionamiento continuo como los ciclos térmicos. El FKM es obligatorio para aplicaciones de alta temperatura sostenida.

3. Presión y actividad dinámica: Ambos materiales funcionan bien tanto en aplicaciones estáticas como dinámicas, pero el FKM presenta una mayor resistencia al aplastamiento permanente a altas temperaturas.

4. Normalización: Normas como AS568 definen las dimensiones, mientras que las normas de materiales como SAE J515 (AS326 para ciertos compuestos de FKM, AS018 para NBR) especifican las propiedades de los compuestos. Un kit de juntas tóricas organizado según los números de referencia AS568 y que contenga juntas tanto de NBR como de FKM constituye un recurso esencial para el mantenimiento.

En la práctica, un sistema hidráulico en una planta de fabricación con sede en Estados Unidos podría utilizar juntas de NBR para sus circuitos de aceite mineral, pero cambiar a FKM para un circuito de fluido de transferencia térmica de alta temperatura. En India e Indonesia, donde las temperaturas ambientales y la humedad son elevadas, los registros de mantenimiento de equipos indican que la sustitución de juntas de NBR por juntas de FKM en sellos críticos de bombas puede prolongar los intervalos de servicio en un 300 %, reduciendo significativamente el costo total de propiedad, pese al mayor precio unitario de los sellos de FKM. Un diseño adecuado del alojamiento —que garantice una compresión suficiente (típicamente del 15 al 25 %), un relleno volumétrico adecuado y un acabado liso —es tan crucial como la selección del material para prevenir la extrusión, el mordisqueo o la rotura en espiral.