1. el derecho de voto. Conclusión

Junta tórica comúnmente dicho "70 grados, 80 grados, 90 grados" se refiere generalmente a 70 Shore A, 80 Shore A, 90 Shore A, es decir, dureza del caucho. Cuanto mayor sea el valor, más duro es el material, más fuerte es la resistencia a la extrusión; pero al mismo tiempo, la fuerza de montaje aumenta, la conformidad elástica disminuye y el rebote a baja temperatura también empeora. Así que, la dureza del anillo O no es mayor mejor.

La lógica general de selección de ingeniería es:

70A: prioridad predeterminada. Se adapta a la mayoría de los sellos estáticos, aceite convencional, agua, neumáticos y escenarios de mantenimiento general. La ventaja de 70A es una combinación relativamente equilibrada de elasticidad, montaje, conformidad de la superficie de sellado y aplicabilidad general.

80A: compromiso intermedio. Cuando 70A tiene un riesgo de extrusión ligeramente obvio bajo presión, espacio libre en las ranuras o un ligero mordisqueo de los bordes, pero también no desea la fuerza excesiva de ensamblaje, fricción y pérdida de rebote a baja temperatura que trae 90A, 80A puede considerarse.

90A: prioridad de resistencia a la extrusión. Conviene para sistemas hidráulicos de alta presión y gran holgura de extrusión, o para condiciones en las que anteriormente se hayan producido fenómenos de mordedura/extrusión/mordisqueo; sin embargo, la dureza 90A no debe entenderse simplemente como «más avanzada», ya que exige mayores requisitos en cuanto a la ranura, el biselado, la lubricación durante el montaje y la estanqueidad inicial a bajas temperaturas.

La escala Shore A es un sistema de ensayo de dureza por penetración; la norma ASTM D2240 explica claramente que este ensayo mide la profundidad de penetración de un material sometido a una carga especificada, y constituye un indicador empírico de control que no puede equipararse directamente a ninguna propiedad mecánica única. En otras palabras, la dureza 90A no significa «una resistencia a la tracción un 30 % mayor que la de 70A»; simplemente corresponde a una calificación de dureza más elevada.

2. Tabla comparativa de 70A, 80A y 90A

Esta tabla requiere un supuesto adicional: debe compararse bajo el mismo sistema de material. El NBR 70A, el FKM 70A, el EPDM 70A y el VMQ 70A no tienen el mismo rendimiento: el material determina la compatibilidad con los medios, el rango de temperatura, la deformación por compresión y el rendimiento a bajas temperaturas; la dureza es solo uno de los parámetros dentro de este conjunto.

3. ¿Por qué el 70A es el más común?

el valor fundamental del 70A es «el equilibrio».

Un anillo tórico no depende de la premisa «cuanto más se apriete, más fiable será el sellado» para lograr la estanqueidad; en cambio, se basa en la deformación por compresión tras la instalación para generar una presión inicial de contacto, y luego refuerza aún más el sellado bajo la acción de la presión del medio. Los materiales para anillos tóricos de Trelleborg ofrecen recomendaciones típicas de compresión inicial: 6–20 % para aplicaciones dinámicas y 15–30 % para aplicaciones estáticas. Esto demuestra que un anillo tórico debe ser capaz, ante todo, de comprimirse razonablemente, adaptarse y recuperar su forma, sin perseguir únicamente una alta dureza.

las ventajas del 70A incluyen:

Fácil de ensamblar: El montaje manual, el montaje por lotes y el reemplazo durante el mantenimiento resultan todos más prácticos y no provocan fácilmente rayaduras, raspaduras ni torsiones debidas a una dureza excesiva.

Buena elasticidad y conformidad: Mayor tolerancia ante pequeñas irregularidades de rugosidad superficial, fluctuaciones en las dimensiones de la ranura y falta de uniformidad en las bridas.

Sellado más fiable a baja presión y en el arranque: Muchos sistemas en etapas de baja presión, arranque y cambio de temperatura requieren que la junta tórica dependa de su propia capacidad de recuperación para mantener el sellado, y generalmente la dureza 70A es más ventajosa.

Recuperación a bajas temperaturas relativamente mejor: Con el mismo material, al aumentar la dureza, la elasticidad a bajas temperaturas tiende a ser menos favorable; cuando la recuperación elástica y la variación de la deformación permanente se encuentran en transición cerca de la zona de transición vítrea, el efecto sobre la capacidad de sellado de la junta tórica es especialmente crítico.

Por lo tanto, a menos que existan limitaciones explícitas de presión, extrusión, desgaste o estructurales, la dureza 70A suele ser el punto de partida ingenieril predeterminado.

4. ¿Cuándo elegir 80A?

la dureza 80A es un valor de transición muy valioso, aunque con frecuencia pasa desapercibida.

Aplicaciones recomendadas para elegir 80A:

el 70A presenta un ligero riesgo de extrusión en los bordes bajo presión; el juego de la ranura es algo mayor, pero aún no necesariamente requiere pasar al 90A ni al uso de un anillo de respaldo; la presión del sistema es media-alta; los comentarios de los clientes sobre fallos del 70A incluyen «mordeduras, mordisqueos, formación de rebabas y extrusión en el juego»; aún se desea conservar cierta conformidad durante el montaje, elasticidad y baja recuperación; el montaje resulta demasiado difícil o bien la fricción dinámica se desgasta rápidamente.

La guía de diseño de Apple Rubber incluye un ejemplo intuitivo: bajo una presión de 1000 psi y con un juego total de diámetro de 0,016 pulgadas, el punto correspondiente al 70 Shore A cae en una zona inestable, por lo que se requiere aumentar la dureza, añadir un anillo de respaldo o reducir el juego; mientras que, en el mismo diagrama, el punto correspondiente al 80 Shore A se encuentra dentro de un rango aceptable. Esto demuestra que el 80A no es una «especificación fría», sino un compromiso ingenieril muy práctico entre el 70A y el 90A.

5. ¿Cuándo elegir el 90A?

el objetivo principal del 90A no es «sellado mejor», sino resistir mejor la extrusión.

Bajo presión, la junta tórica se desplaza hacia el lado de baja presión. Si el juego de acoplamiento es demasiado grande o la presión demasiado alta, el caucho puede comprimirse dentro del juego, provocando mordeduras, grietas, fisuras y, finalmente, fugas. Apple Rubber enumera claramente los métodos habituales para prevenir la extrusión de juntas tóricas por efecto de la presión: aumentar la dureza, utilizar un anillo de respaldo, reducir el juego diametral y disminuir la presión del sistema.

Aplicable a la selección de 90A:

Sistemas hidráulicos de alta presión; diferencial de presión elevado; par auxiliar cinemático con un juego de extrusión relativamente grande; junta tórica de sección transversal pequeña sometida a una presión relativamente alta; modo de fallo in situ claramente identificado como extrusión, mordedura o mordisqueo, y no como envejecimiento, disolución ni deformación permanente por compresión; las dimensiones de la ranura no pueden modificarse y resulta incómodo instalar un anillo de respaldo; se requiere su uso combinado con un anillo de respaldo para garantizar una mayor fiabilidad a presiones aún más elevadas.

Sin embargo, el costo de la 90A también es evidente:

La fuerza de montaje aumenta notablemente; es más fácil de cortar o rayar durante el ensamblaje; requiere un bisel de entrada mejorado y lubricación; es más sensible a las dimensiones de la ranura, la rugosidad superficial y la cantidad de compresión; disminuye la recuperación a baja temperatura y el margen inicial de estanqueidad; aumenta el riesgo de fricción, desgaste y generación de calor en juntas dinámicas.

El material de Trelleborg indica que la cantidad de compresión del anillo O se ve afectada por la presión inicial, el material, la dureza, el diámetro interior y la sección transversal, y presenta la curva de compresión-deformación bajo carga para NBR 70 Shore A frente a NBR 90 Shore A; el gráfico muestra claramente que cuanto mayor es la dureza, mayor es la carga de compresión requerida, es decir, mayor es la fuerza de montaje y la resistencia a la compresión.

6. No permita que la «presión» determine únicamente la dureza

Muchos clientes preguntan: «¿a qué presión se utiliza el 70? ¿a qué presión se utiliza el 90?»

Esta pregunta no puede responderse únicamente con la presión. Si una junta tórica se extruye depende, como mínimo, de: la presión o la diferencia de presión; el juego de extrusión; la dimensión de la sección transversal de la junta tórica; la estructura de la ranura; el sistema de material; la dureza; si es una junta estática o dinámica; la temperatura; si existe un anillo de respaldo; y si hay pulsaciones de presión.

El material de Apple Rubber indica claramente que el límite de extrusión de una junta tórica está determinado conjuntamente por el juego diametral bajo presión y la dureza del material; cuando la intersección entre la presión y el juego cae en una zona insegura, es necesario aumentar la dureza, utilizar un anillo de respaldo o reducir el juego.

La presión de trabajo de referencia de Trelleborg para aplicaciones generales Anillos O también refleja este punto: sin un anillo de respaldo, la aplicación estática común suele soportar presiones de varios MPa hasta aproximadamente 10 MPa, dependiendo del material, la sección transversal y el juego; al utilizar un anillo de respaldo, la capacidad de soporte de presión puede aumentar notablemente; las aplicaciones dinámicas alternativas sin anillo de respaldo tienen una capacidad de presión más limitada.

Por lo tanto, una afirmación más precisa es:

7. Proceso de selección de dureza

Paso uno: primero seleccionar el material y luego la dureza

Primero evalúe el medio y la temperatura:

Aceite mineral, aceite hidráulico: NBR, HNBR y FKM comunes. Agua caliente, vapor, líquido para frenos y medios polares: EPDM común. Aceites a alta temperatura, combustibles y medios químicos: FKM y FFKM comunes. Bajas temperaturas, aire y algunas condiciones especiales: se pueden considerar VMQ, FVMQ o NBR/FKM específicos para bajas temperaturas.

El material de Trelleborg también muestra que el rango de temperatura y la flexibilidad a bajas temperaturas varían considerablemente entre distintos elastómeros; por ejemplo, los elastómeros FVMQ y VMQ ofrecen una mejor flexibilidad a bajas temperaturas, mientras que la capacidad de los elastómeros FKM, HNBR y NBR a bajas temperaturas sigue dependiendo de la fórmula específica.

No basta con decir simplemente «Necesito una junta tórica de 70 grados». También debe especificarse el material simultáneamente.

Ejemplos de expresiones correctas: Junta tórica de NBR 70 Shore A. Junta tórica de FKM 75 Shore A. Junta tórica de EPDM 70 Shore A. Junta tórica de HNBR 90 Shore A.

Paso dos: Analice la presión y el juego de extrusión

Si la presión es baja, el juego es pequeño y se trata de una junta estática sin riesgo evidente de extrusión, priorice la dureza 70A.

Si la presión aumenta o el juego es relativamente grande, considere primero lo siguiente:

¿Son correctas las dimensiones de la ranura? ¿Se puede reducir el juego de extrusión? ¿Se puede añadir un anillo de respaldo? ¿Es necesario cambiar de 70A a 80A? ¿Es imprescindible utilizar 90A?

Bajo condiciones de alta presión, agregar un anillo de respaldo suele ser más estable que simplemente aumentar la dureza. Especialmente en caso de presión bidireccional, se deben considerar anillos de respaldo en ambos lados, evitando que los cambios en la dirección de instalación o en la dirección de la presión provoquen extrusión.

Paso tres: examinar las condiciones de montaje

Si el montaje in situ del cliente es manual, la ranura presenta bordes afilados, no hay lubricación, y se requiere atravesar roscas o orificios, el riesgo de 90A aumentará notablemente.

Puntos clave de inspección para el montaje de juntas tóricas de alta dureza: ¿existe una bisela de entrada?, ¿se han eliminado las rebabas?, ¿se ha aplicado lubricación para el montaje?, ¿deberá atravesar bordes afilados, chaveteros, roscas u orificios de aceite?, ¿se necesita una funda de montaje?, ¿podría torsionarse, enrollarse o estirarse excesivamente?

El material de Trelleborg también subraya que un diseño adecuado de la ranura puede evitar daños en la junta y fallos de estanqueidad; la posición de montaje de la junta tórica requiere una bisela de entrada y un redondeo.

Paso cuatro: examinar la estanqueidad a bajas temperaturas y al arranque

En condiciones de baja temperatura, la selección de la dureza debe realizarse con mayor precaución.

Con el mismo material, la dureza 90A suele recuperar su forma más lentamente a bajas temperaturas. Para equipos que requieren arranque en frío, arranque a baja presión, ciclos térmicos, parada prolongada a baja temperatura y reinicio, no se debe considerar únicamente la dureza a temperatura ambiente. Una recuperación insuficiente a baja temperatura puede provocar una presión de contacto inadecuada, lo que resulta en fugas en frío.

El orden de prioridad para la selección a baja temperatura debe ser: elegir un material o una fórmula específica adecuada para bajas temperaturas; garantizar una compresión razonable; controlar el juego del canal; y realizar, cuando sea necesario, ensayos de deformación permanente a baja temperatura o de recuperación a baja temperatura.

8. Recomendaciones típicas de selección

Junta estática convencional

Junta estática para bridas, tapas extremas, tapones y cuerpos de válvulas; presión moderada; canal estándar; sin riesgo evidente de extrusión:

Prioridad: 70A. La razón es su buena facilidad de montaje, su excelente elasticidad, su sellado inicial fiable a baja presión y su amplia disponibilidad comercial.

Neumático convencional

La presión del sistema neumático normalmente no es alta; se centra más en la baja fricción, el ensamblaje y la recuperación:

Prioridad: 70A. Si se trata de una aplicación dinámica junta Neumática , el 90A suele generar innecesariamente fricción y riesgo de desgaste.

Hidráulico general

Presión media-baja, ranura adecuada, juego controlado:

70A o 80A. Si ocurre una ligera extrusión, pulsaciones de presión o mordedura en los bordes, se puede aumentar la dureza de 70A a 80A, o añadir un anillo de respaldo.

Hidráulico de alta presión

Alta presión, gran diferencia de presión y juego de extrusión:

80A, 90A o 70A/80A + anillo de respaldo, específico para verificar el juego del surco. Si el modo de fallo es claramente extrusión, el uso de 90A tiene sentido; sin embargo, si el fallo se debe al envejecimiento, hinchazón, deformación por compresión o incompatibilidad con el medio, cambiar a 90A no resuelve la causa raíz.

Junta para bajas temperaturas

Bajas temperaturas, arranque en frío, parada prolongada a bajas temperaturas:

No aumente ciegamente la dureza. Seleccione preferentemente un material para bajas temperaturas o una fórmula específica para bajas temperaturas; por lo general, la dureza no debe ser demasiado elevada. El 70A suele facilitar una conformidad inicial y una recuperación más fiable que el 90A.

Juego grande o juego por desgaste

Si el juego entre el pistón, el cilindro, el vástago de la válvula o la brida es relativamente grande:

Aumentar la dureza es solo uno de los métodos. Una alternativa más adecuada suele ser: reducir el juego, optimizar el surco, añadir un anillo de respaldo y, posteriormente, considerar el uso de 80A o 90A.

9. Versión del ingeniero: mantra de juicio

Puede juzgar rápidamente con la siguiente lógica:

Sin riesgo claro de extrusión; utilizar primero 70 A.

70 A presenta una ligera extrusión o margen de presión insuficiente; utilizar 80 A.

Alta presión, gran holgura, fallo evidente de mordida; entonces utilizar 90 A.

Baja temperatura, baja presión, montaje difícil; la fricción dinámica baja no se resuelve aumentando la dureza; no subir fácilmente a 90 A.

La dureza no resuelve problemas de incompatibilidad de materiales, errores en la ranura ni problemas de deformación permanente por compresión.

10. Qué debe tener en cuenta la función de compras

La función de compras no debe pedir simplemente según «70 grados» o «90 grados». Se recomienda, como mínimo, confirmar los siguientes campos:

Material: NBR, FKM, EPDM, HNBR, VMQ, FFKM, etc.; Dureza: por ejemplo, 70 Shore A, 80 Shore A, 90 Shore A; Norma dimensional: GB, ISO 3601, AS568 o dimensiones no estandarizadas; Tolerancia de dureza: por ejemplo, 70 ± 5 Shore A, según plano interno de la empresa o especificación del material; Color: negro, marrón, verde, etc., pero el color no puede sustituir la confirmación del material; Condiciones de uso: medio, temperatura, presión, sellado estático / sellado dinámico; Certificaciones: RoHS, REACH, FDA, UL, WRAS, informes de material, etc.; Trazabilidad por lote: certificado de conformidad (COC), certificado de análisis (COA), certificación del material, informes de ensayo, etc.

Puntos de riesgo en la adquisición:

No se pueden considerar los materiales NBR 70A y FKM 70A como sustitutos equivalentes. Aunque tengan la misma dureza, su resistencia al aceite, resistencia térmica, resistencia química, rebote a bajas temperaturas y precio pueden ser completamente distintos.

No se debe asumir que una dureza de 90A es necesariamente mejor solo por ser mayor. Una dureza de 90A puede provocar dificultades de montaje, fugas a baja presión, rebote insuficiente a bajas temperaturas o fricción dinámica excesiva.

Cuando el dibujo del cliente indica "70", confirme que se refiere a la escala Shore A. La notación estándar debe ser "70 Shore A" o "70 ShA".

En caso de fallo, no modifique únicamente la dureza. Si ocurren hinchazón, grietas, endurecimiento o deformación permanente, la causa suele ser el material, la temperatura, el medio o la cantidad de compresión, y no la dureza.

11. ¿Cómo deben responder las ventas a las preguntas más frecuentes de los clientes?

El cliente pregunta: "¿Cuál es la diferencia entre 70 y 90 grados?"

Puede responderse así: el 70A es de uso más general, ofrece mejor elasticidad y facilidad de montaje, y es adecuado para la mayoría de las juntas convencionales; el 90A es más duro y, principalmente, presenta una mayor resistencia a la extrusión, por lo que resulta adecuado para condiciones de alta presión o grandes holguras. Sin embargo, la fuerza de montaje del 90A es mayor y su rebote a bajas temperaturas y su conformidad de sellado pueden disminuir; por tanto, no siempre es mejor optar por un valor más alto, y, en general, se recomienda utilizar primero el 70A, salvo que exista un riesgo claro de fugas bajo alta presión.

El cliente pregunta: "¿Es necesario usar 90 grados para altas presiones?"

Se puede responder de esta manera: no necesariamente. Para el sellado a alta presión, es necesario evaluar simultáneamente la presión, el juego de la ranura, las dimensiones de la sección transversal y si existe un anillo de respaldo; el 90A presenta mayor resistencia a la extrusión, pero si el juego de la ranura es demasiado grande, confiar únicamente en una mayor dureza también resulta poco fiable; normalmente sigue siendo necesario utilizar un anillo de respaldo adecuado o optimizar la ranura.

El cliente pregunta: «Mi junta tórica original de 70 grados presentó fugas; ¿funcionaría cambiar a 90 grados?»

Se puede responder de esta manera: primero hay que identificar la causa de la fuga. Si el borde de la junta tórica está extruido o mordido, actualizar a 80A o 90A podría ser efectivo, o bien se podría añadir un anillo de respaldo. Si la fuga se debe al envejecimiento, hinchazón, deformación permanente por compresión, agrietamiento o rebote insuficiente a bajas temperaturas, cambiar a 90A no necesariamente será eficaz e incluso podría empeorar el montaje y el rebote.

El cliente pregunta: «¿Es necesario usar 80 grados?»

Puede responder de esta manera: sí, 80 A es un compromiso entre 70 A y 90 A, adecuado para presiones ligeramente superiores a las convencionales, con preocupación por la extrusión, pero también sin querer que 90 A sea demasiado rígido y la fuerza de montaje sea excesivamente grande; con frecuencia, 80 A resulta más estable que pasar directamente a 90 A.

12. Recomendación final

Selección convencional: 70 Shore A. Esta es la dureza predeterminada de la mayoría de las juntas tóricas y tiene en cuenta la estanqueidad, la elasticidad, el montaje y el costo.

Presión elevada o riesgo de extrusión aumentado: 80 Shore A. Este es el compromiso de transición entre la estanqueidad general y la estanqueidad antieextrusión.

Alta presión, gran holgura, fallo por extrusión evidente: 90 Shore A. Sin embargo, simultáneamente debe verificarse la ranura, el anillo de respaldo, el bisel, la lubricación, la recuperación a bajas temperaturas y la fuerza de montaje.

Resumen: el 70A es responsable de la versatilidad y el equilibrio; el 80A, de los compromisos y la corrección; y el 90A, de la resistencia a la extrusión. Cuanto mayor sea la dureza, mayor será la resistencia a la extrusión, pero se pagará un precio correspondiente en términos de elasticidad, facilidad de montaje y rebote a bajas temperaturas.