Juntas tóricas para compresores de hidrógeno

¿Dónde se utilizan las juntas tóricas en los compresores de hidrógeno?

En un compresor de hidrógeno, las juntas tóricas se encuentran sobre todo en posiciones estáticas y mantenibles. Por ejemplo, en juntas alrededor de culatas, valve covers, suction valves, discharge valves, check valves, carcasas de filtro, separadores, puntos de medición y transmisores de presión. También en el propio compressor skid aparecen muchas juntas tóricas, por ejemplo en acoplamientos, conexiones bridadas, válvulas de cierre, sensores y puntos de servicio.

En compresores de pistón y reciprocating hydrogen compressors también existen puntos de sellado dinámicos alrededor de vástagos y pistones. Ahí hay que prestar mucha atención: una junta tórica clásica no siempre está pensada como junta dinámica primaria. Aun así, una junta tórica también puede desempeñar allí una función de apoyo, por ejemplo como junta estática en una seal cartridge, construcción de válvula o carcasa.

En compresores de diafragma, el énfasis suele estar menos en las juntas tóricas dinámicas dentro del recorrido del gas, pero las juntas tóricas alrededor de cabezales, válvulas, conexiones e instrumentación siguen siendo importantes para la estanqueidad y la pureza del gas.

Por qué el hidrógeno es difícil para las juntas tóricas

Una junta tórica en un compresor de hidrógeno está expuesta a varias cargas al mismo tiempo. La presión puede ser alta, la temperatura puede aumentar por la compresión y, durante una parada o mantenimiento, la presión puede caer rápidamente. Esa combinación hace que la selección del material sea más sensible.

Un riesgo importante es la permeación. El hidrógeno puede difundirse a través de los elastómeros. La rapidez con la que esto ocurre depende del compuesto, la dureza, la temperatura, la presión y la sección de la junta tórica. Por eso, el nombre del material por sí solo no es suficiente. “HNBR” o “FKM” dice poco sin los datos exactos del compuesto.

Un segundo riesgo es la descompresión rápida del gas, también llamada RGD o descompresión explosiva. Bajo alta presión, el hidrógeno puede disolverse en el elastómero. Si la presión cae rápidamente, ese gas tiende a expandirse de nuevo. Si esto ocurre más rápido de lo que el material puede soportar, pueden aparecer ampollas, grietas internas o rutas de fuga.

Además, la extrusión desempeña un papel. A alta presión, la junta tórica es empujada hacia la holgura entre dos piezas metálicas. Si esa extrusion gap es demasiado grande, la junta tórica puede dañarse. En estos casos puede ser necesario un anillo de respaldo de PTFE o un compuesto más duro.

Lee más en nuestro análisis de fallos de juntas tóricas.

Selección de materiales para juntas tóricas en compresores de hidrógeno

No existe un material universalmente mejor para juntas tóricas en compresores de hidrógeno. La elección correcta depende de la posición en el compresor, la presión, la temperatura, los cambios de presión, la presencia de aceite o humedad y el requisito de fuga deseado.

Las juntas tóricas HNBR suelen ser interesantes para posiciones sometidas a carga mecánica. HNBR tiene buena resistencia, resistencia al desgaste y resistencia a la presión. Para compresores de hidrógeno, sin embargo, el compuesto debe comprobarse en cuanto a RGD, permeación y envejecimiento.

Las juntas tóricas FKM, a menudo conocidas bajo el nombre Viton, pueden ser adecuadas a temperaturas más elevadas o en contacto con medios similares al aceite. Esto puede ser relevante con aceite de compresor, aerosoles de aceite o determinados componentes periféricos. Sin embargo, FKM no es automáticamente la mejor elección para descompresión rápida. También aquí, el compuesto exacto es determinante.

Las juntas tóricas EPDM pueden encajar bien en posiciones H₂ limpias, secas o relacionadas con agua, especialmente cuando la baja temperatura o la resistencia al envejecimiento son importantes. EPDM es menos adecuado cuando la junta tórica entra en contacto con aceite, grasas o hidrocarburos. En entornos de compresores, esto debe descartarse previamente.

Las juntas tóricas FFKM están destinadas a cargas químicas o térmicas extremas. En compresores de hidrógeno, FFKM es especialmente interesante a alta temperatura, con contaminantes agresivos o en situaciones en las que los costes de parada son muy elevados. Para posiciones H₂ estándar, FFKM no suele ser la primera elección por los costes.

Las juntas tóricas NBR son habituales en muchas aplicaciones industriales, pero para compresores de hidrógeno normalmente solo son interesantes en posiciones periféricas menos críticas. A alta presión, alta temperatura o con cambios rápidos de presión, HNBR, FKM, EPDM o FFKM suelen ser más lógicos.

Anillos de respaldo a alta presión

A mayor presión, el material de la junta tórica es solo una parte de la historia. La ranura y la holgura son al menos igual de importantes. Si la extrusion gap es demasiado grande, incluso una junta tórica bien elegida puede dañarse. Un anillo de respaldo apoya la junta tórica y ayuda a evitar que el elastómero sea empujado hacia la holgura.

Para compresores de hidrógeno se utilizan a menudo anillos de respaldo de PTFE. El PTFE tiene baja fricción y buena resistencia química. A presiones muy elevadas o con cargas mecánicas pesadas, también puede ser necesario un material de soporte más duro. Lo más importante es considerar la junta tórica, el anillo de respaldo y la ranura como un único conjunto.

Diseño de ranura y montaje

Una junta tórica compatible con hidrógeno puede fallar igualmente si la ranura no es correcta. Por eso, presta atención a la compresión, el estiramiento, el llenado de la ranura, la dureza, la calidad superficial y las tolerancias. ISO 3601 es un punto de partida lógico para el dimensionamiento de juntas tóricas y las dimensiones de ranura, pero la carga real del compresor determina si se necesitan medidas adicionales. Consulta nuestra guía de ranuras para juntas tóricas para compresión, estiramiento y tolerancias por aplicación.

El montaje merece atención adicional. Una junta tórica que durante el montaje se retuerce, se corta o se arrastra sobre un borde afilado puede presentar fugas más adelante. Especialmente con hidrógeno, conviene evitar daños de montaje, porque pequeños daños pueden provocar microfugas con mayor rapidez.

Selección por aplicación

Para una carcasa de filtro o un puerto de instrumentación, normalmente basta con una junta tórica estática con el compuesto y la ranura correctos. En una junta de válvula, los pulsos de presión, la temperatura y la frecuencia de conmutación influyen más. En carcasas de compresor y culatas, la presión, los ciclos térmicos y la extrusión son los principales puntos de atención.

Para posiciones de compresor realmente dinámicas, como juntas de rod o piston, una junta tórica estándar a menudo no es la solución completa. Allí puede ser necesario un perfil especial o una combinación con materiales de soporte. Para O-ring-stocks.eu es importante mencionarlo con honestidad, pero el núcleo sigue siendo el mismo: muchas posiciones periféricas críticas y estáticas en compresores de hidrógeno requieren precisamente juntas tóricas bien seleccionadas.

Juntas tóricas para tu compresor de hidrógeno

¿Buscas juntas tóricas para un compresor de hidrógeno, compressor skid o instalación H₂ high-pressure? Entonces conviene no seleccionar solo por el nombre del material. Analiza la aplicación completa: presión, temperatura, ranura, holgura, medio y requisitos de ensayo.

O-ring-stocks.eu suministra juntas tóricas en diversos materiales y te ayuda a valorar la elección correcta para aplicaciones de hidrógeno. Comparte los datos de tu aplicación con nuestro equipo y te ayudaremos a seleccionar una junta tórica o un anillo de respaldo adecuado para la posición en tu compresor.

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