¿Cuáles son los mejores compuestos de encapsulado y sellado para prensaestopas?

Los compuestos de sellado inadecuados provocan fallos catastróficos en sistemas eléctricos críticos, permitiendo la entrada de humedad que provoca cortocircuitos, corrosión y daños en los equipos que cuestan miles de euros en reparaciones y tiempos de inactividad, mientras que la selección inadecuada de compuestos provoca la degradación del sellado, la contaminación ambiental y riesgos para la seguridad que comprometen la fiabilidad del sistema. Muchos ingenieros tienen dificultades para seleccionar los compuestos de encapsulado y sellado adecuados, y a menudo eligen soluciones genéricas que fallan en condiciones ambientales o exposiciones químicas específicas.

Los mejores compuestos de encapsulado y sellado para prensaestopas dependen de las condiciones ambientales, los rangos de temperatura y la exposición química; los compuestos de silicona ofrecen una flexibilidad y una resistencia a la intemperie excelentes, el poliuretano proporciona una resistencia mecánica superior y el epoxi ofrece la máxima resistencia química, por lo que es necesario seleccionarlos adecuadamente en función de los requisitos específicos de la aplicación para garantizar el rendimiento del sellado a largo plazo. El éxito depende de la adecuación de las propiedades de los compuestos a las condiciones reales de servicio.

Después de haber trabajado con equipos de mantenimiento de plantas farmacéuticas en Suiza, plataformas marinas en el Mar del Norte e instalaciones de automoción en Corea del Sur, he aprendido que una selección adecuada del compuesto de sellado puede marcar la diferencia entre un funcionamiento fiable y costosos fallos del sistema. Permítame compartir con usted los conocimientos esenciales para elegir y aplicar los compuestos adecuados para sus aplicaciones de prensaestopas.

Índice

• ¿Qué tipos de compuestos de encapsulado y sellado existen?
• ¿Cómo se seleccionan los compuestos en función de las condiciones ambientales?
• ¿Cuáles son las técnicas de aplicación adecuadas para los distintos compuestos?
• ¿Cómo garantizar el rendimiento y el mantenimiento a largo plazo?
• ¿Cuáles son los errores más comunes y cómo evitarlos?
• Preguntas frecuentes sobre compuestos de encapsulado y sellado

¿Qué tipos de compuestos de encapsulado y sellado existen?

Los compuestos de encapsulado y sellado disponibles incluyen materiales con base de silicona para flexibilidad y resistencia a la intemperie, compuestos de poliuretano para resistencia mecánica y a la abrasión, resinas epoxi para resistencia química e integridad estructural, y compuestos especializados como polisulfuro y caucho butílico para retos medioambientales específicos, cada uno de los cuales ofrece propiedades únicas adecuadas para diferentes aplicaciones de prensaestopas.

Comprender los tipos de compuestos es esencial porque cada material tiene ventajas y limitaciones distintas que los hacen adecuados para aplicaciones y entornos específicos.

Compuestos a base de silicona

Silicona RTV: Silicona vulcanizante a temperatura ambiente¹ ofrece una excelente flexibilidad, resistencia a la temperatura (-65°C a +200°C) y estabilidad a los rayos UV, por lo que es ideal para aplicaciones en exteriores y entornos con ciclos térmicos.

Silicona de alta temperatura: Las fórmulas especializadas soportan temperaturas de hasta 315°C, adecuadas para aplicaciones de alta temperatura como compartimentos de motores y hornos industriales.

Silicona conductora: Contiene rellenos conductores para aplicaciones de blindaje EMI, proporcionando tanto sellado como compatibilidad electromagnética en entornos electrónicos sensibles.

Silicona ignífuga: Clasificación UL94 V-0² cumplen los requisitos de seguridad contra incendios para instalaciones eléctricas en edificios y aplicaciones de transporte.

Compuestos de poliuretano

Poliuretano de dos partes: Proporciona excelentes propiedades mecánicas, resistencia química y adhesión a diversos sustratos, ideal para aplicaciones que requieren integridad estructural.

Poliuretano de curado por humedad: Sistemas monocomponentes que curan con la humedad atmosférica, ofreciendo comodidad para aplicaciones sobre el terreno y trabajos de reparación.

Poliuretano flexible: Las fórmulas de módulo bajo se adaptan a la dilatación térmica y a las vibraciones, al tiempo que mantienen la integridad de la junta en aplicaciones dinámicas.

Poliuretano resistente a los productos químicos: Las fórmulas especializadas resisten productos químicos específicos como combustibles, aceites y disolventes habituales en entornos industriales.

Compuestos epoxídicos

Epoxi estándar: Sistemas de dos componentes que ofrecen una excelente adhesión, resistencia química y resistencia mecánica para aplicaciones de sellado permanente.

Epoxi flexible: Formulaciones modificadas con mayor flexibilidad y resistencia al choque térmico, manteniendo al mismo tiempo las propiedades de resistencia química.

Epoxi de alta temperatura: Formulaciones resistentes al calor para aplicaciones de hasta 200°C, adecuadas para equipos de generación de energía y procesos industriales.

Epoxi subacuático: Especialmente formulado para aplicaciones submarinas, proporciona un curado y un rendimiento fiables en entornos húmedos.

Compuestos especializados

Selladores de polisulfuro: Sellantes de polisulfuro³ ofrecen una excelente resistencia a los combustibles y disolventes, y se utilizan habitualmente en aplicaciones aeroespaciales y de automoción en las que se espera una exposición a hidrocarburos.

Compuestos de caucho butílico: Propiedades superiores de barrera contra el vapor de agua y flexibilidad a largo plazo, ideal para instalaciones eléctricas exteriores.

Compuestos termofusibles: Materiales termoplásticos aplicados en caliente para un sellado rápido, adecuados para aplicaciones de producción de gran volumen.

Sellantes anaeróbicos: Cura en ausencia de aire, excelente para conexiones roscadas y aplicaciones de sellado metal-metal.

¿Cómo se seleccionan los compuestos en función de las condiciones ambientales?

Los compuestos de silicona son los más indicados para temperaturas extremas y exposición a la intemperie, los de poliuretano para tensiones mecánicas y abrasión, los epoxídicos para resistencia química y los compuestos especializados para retos únicos como la exposición a combustibles o el servicio bajo el agua.

Es fundamental realizar un análisis medioambiental adecuado, ya que los fallos de los compuestos suelen deberse a la falta de coincidencia de las propiedades de los materiales y no a defectos de aplicación.

Consideraciones sobre la temperatura

Rendimiento a baja temperatura: Los compuestos de silicona mantienen la flexibilidad hasta -65°C, mientras que la mayoría de los poliuretanos se vuelven quebradizos por debajo de -40°C, por lo que la selección del material es fundamental para las aplicaciones en climas fríos.

Resistencia a altas temperaturas: Los compuestos estándar suelen soportar temperaturas de 85-125°C, mientras que las fórmulas especializadas para altas temperaturas amplían el servicio hasta 200-315°C para aplicaciones extremas.

Ciclado térmico: Las aplicaciones con cambios repetidos de temperatura requieren compuestos con baja expansión térmica y alta flexibilidad para evitar fallos de estanquidad.

Disipación del calor: Algunos compuestos proporcionan conductividad térmica para ayudar a disipar el calor de las conexiones eléctricas, algo importante en aplicaciones de alta corriente.

Requisitos de resistencia química

Exposición a hidrocarburos: Los entornos de combustibles y aceites requieren compuestos especializados como el polisulfuro o el poliuretano resistente a los productos químicos que no se hinchan ni se degradan.

Resistencia a ácidos y bases: Las aplicaciones de procesamiento químico necesitan compuestos epoxídicos o especializados que resistan pH extremos sin degradarse.

Resistencia a los disolventes: Los disolventes de limpieza industrial pueden atacar a muchos compuestos, lo que requiere una selección cuidadosa basada en la exposición química específica.

Entornos oxidantes: Algunos productos químicos crean condiciones oxidantes que degradan rápidamente los compuestos orgánicos, por lo que requieren formulaciones especializadas.

Factores de tensión mecánica

Resistencia a las vibraciones: Las aplicaciones con vibraciones continuas requieren compuestos flexibles que no se agrieten ni despeguen bajo tensiones cíclicas.

Resistencia a la abrasión: Las zonas sometidas a desgaste físico necesitan compuestos duros como el poliuretano, que resisten los daños superficiales.

Requisitos de adherencia: Diferentes sustratos requieren promotores de adherencia específicos o formulaciones de compuestos para una unión fiable.

Necesidades de flexibilidad: Las aplicaciones dinámicas requieren compuestos que mantengan la elasticidad en toda la gama de temperaturas de servicio.

Matriz de selección medioambiental

Medio ambiente	Compuesto primario	Opción secundaria	Propiedades clave
Aire libre/clima	Silicona RTV	Poliuretano	Resistencia a los rayos UV, flexibilidad
Alta temperatura	Silicona de alta temperatura	Epoxi	Resistencia al calor, estabilidad
Exposición química	Epoxi	Polisulfuro	Resistencia química
Vibración/Movimiento	Poliuretano flexible	Silicona	Flexibilidad, resistencia a la fatiga
Submarino/Marino	Epoxi marino	Silicona	Resistencia al agua, adherencia
Alimentación/Farmacia	Silicona FDA	Poliuretano USP	Homologaciones de seguridad, facilidad de limpieza

Marcus, director de mantenimiento de una fábrica farmacéutica de Basilea (Suiza), se enfrentaba a fallos recurrentes en las juntas de los prensaestopas expuestos a productos químicos de limpieza y ciclos de esterilización por vapor. Su equipo utilizaba compuestos de silicona estándar que se degradaban rápidamente con los agresivos protocolos de limpieza química, provocando la entrada de humedad y fallos en los equipos cada 6-8 meses. Analizamos los productos químicos específicos y los ciclos de temperatura, y recomendamos un compuesto de poliuretano especializado resistente a los productos químicos y diseñado para aplicaciones farmacéuticas. El nuevo compuesto consiguió más de 3 años de servicio fiable sin degradación, eliminando los costosos ciclos de mantenimiento y garantizando un tiempo de actividad de producción constante. La resistencia química mejorada también cumplía los requisitos de la FDA para zonas de fabricación de grado alimentario. 😊

¿Cuáles son las técnicas de aplicación adecuadas para los distintos compuestos?

Las técnicas de aplicación adecuadas varían según el tipo de compuesto, y requieren la preparación de la superficie, proporciones de mezcla correctas, condiciones de curado adecuadas y medidas de control de calidad. Los compuestos de silicona necesitan superficies limpias y secas y un curado a temperatura ambiente, los poliuretanos requieren una mezcla precisa y una humedad controlada, y los epoxis exigen proporciones exactas y un control adecuado de la temperatura para un rendimiento óptimo.

La técnica de aplicación suele ser más crítica que la selección del compuesto, ya que incluso los mejores materiales fallarán si no se aplican correctamente.

Requisitos de preparación de la superficie

Procedimientos de limpieza: Todas las superficies deben estar libres de aceite, suciedad, humedad y oxidación, y normalmente requieren una limpieza con disolventes seguida de una abrasión mecánica para una adhesión óptima.

Aplicación de imprimación: Muchos compuestos requieren imprimaciones para sustratos específicos, y el momento y el grosor de la aplicación son fundamentales para una adhesión adecuada.

Control de la humedad: La mayoría de los compuestos son sensibles a la humedad durante su aplicación, por lo que requieren condiciones secas y, a veces, el precalentamiento de los sustratos.

Acondicionamiento de la temperatura: Los sustratos y los compuestos deben estar a la temperatura adecuada antes de la aplicación para garantizar una viscosidad y unas características de curado correctas.

Métodos de mezcla y aplicación

Mezcla de compuestos de dos partes: Control preciso de la proporción mediante mediciones de peso o volumen, con una mezcla minuciosa para garantizar propiedades uniformes en todo el compuesto aplicado.

Gestión de la vida de la marihuana: Trabajar dentro de los límites especificados vida útil⁴ límites para evitar el curado parcial durante la aplicación, lo que requiere la planificación del tamaño del lote para aplicaciones de gran tamaño.

Herramientas de aplicación: Equipos de dosificación adecuados, desde simples jeringas para pequeñas aplicaciones hasta sistemas de dosificación automatizados para entornos de producción.

Control de espesor: Mantener el grosor adecuado del compuesto para la integridad estructural, evitando al mismo tiempo el exceso de material que aumenta el coste y el tiempo de curado.

Condiciones de curado y control de calidad

Control de temperatura: Mantener una temperatura de curado adecuada durante todo el proceso, ya que algunos compuestos requieren una temperatura elevada para un curado completo.

Gestión de la humedad: Control de los niveles de humedad atmosférica durante el curado, especialmente importante para compuestos sensibles a la humedad como los poliuretanos.

Verificación del tiempo de curado: Permitir un tiempo de curado adecuado antes de la exposición al servicio, con métodos de ensayo acelerados para verificar el curado completo.

Inspección de calidad: Inspección visual para detectar huecos, cobertura adecuada y adherencia, con pruebas funcionales cuando proceda.

Mejores prácticas de aplicación

Silicona Aplicación:

• Limpiar las superficies con alcohol isopropílico
• Aplicar imprimación si lo especifica el fabricante
• Superficie de la herramienta a los 5-10 minutos de la aplicación
• Dejar curar de 24 a 48 horas a temperatura ambiente
• Evitar la contaminación durante el periodo de curado

Poliuretano Aplicación:

• Asegurarse de que las superficies estén completamente secas
• Mezclar bien los componentes dentro del tiempo de vida útil
• Aplicar en capas finas para evitar la acumulación de calor
• Proteger de la humedad durante el curado
• Dejar curar completamente antes de la exposición al servicio

Aplicación epoxi:

• Precalentar los sustratos si se recomienda
• Mezcle proporciones exactas por peso para obtener mejores resultados
• Trabajar con rapidez dentro de los límites de vida útil
• Mantener la temperatura de curado durante todo el proceso
• Postcurado si se especifica para obtener las máximas propiedades

Errores comunes en las solicitudes

Preparación inadecuada de la superficie: Las superficies contaminadas provocan fallos de adherencia, la causa más común de fallo de las juntas en servicio.

Proporciones de mezcla incorrectas: Las mezclas fuera de proporción provocan un curado incompleto y propiedades deficientes, algo especialmente crítico con los compuestos epoxídicos.

Contaminación medioambiental: La exposición a la humedad, a temperaturas extremas o a contaminantes durante el curado compromete las propiedades finales.

Tiempo de curado insuficiente: La exposición prematura a las condiciones de servicio antes del curado completo conduce a un fallo prematuro.

¿Cómo garantizar el rendimiento y el mantenimiento a largo plazo?

El rendimiento a largo plazo requiere una selección adecuada del compuesto, procedimientos de aplicación correctos, programas de inspección regulares y calendarios de mantenimiento planificados, con supervisión del rendimiento mediante inspección visual, pruebas eléctricas y evaluación de la exposición ambiental para identificar la degradación antes de que se produzca el fallo y permitir un mantenimiento proactivo.

Los programas de mantenimiento sistemático son esenciales porque los fallos de los compuestos de estanquidad suelen desarrollarse gradualmente sin señales de advertencia evidentes hasta que se produce un fallo catastrófico.

Programas de control de resultados

Programas de inspección visual: Examen periódico de los compuestos de sellado para detectar grietas, decoloración, endurecimiento u otros signos de degradación que indiquen que se acerca el final de su vida útil.

Pruebas eléctricas: Periódico resistencia del aislamiento⁵ y pruebas de continuidad para identificar la degradación del rendimiento antes de que se produzca el fallo completo de la junta.

Vigilancia medioambiental: Seguimiento de las condiciones de exposición, como la temperatura, la humedad y el contacto con productos químicos, para predecir la vida útil restante.

Sistemas de documentación: Mantener registros de los tipos de compuestos, las fechas de aplicación y los resultados de las inspecciones para apoyar la planificación del mantenimiento y la optimización de la selección de compuestos.

Estrategias de mantenimiento preventivo

Sustitución programada: Sustitución proactiva basada en la vida útil prevista en lugar de esperar a que se produzca un fallo, algo especialmente importante en aplicaciones críticas.

Mantenimiento basado en la condición: Sustitución basada en la evaluación del estado real y no en calendarios fijos, lo que optimiza los costes de mantenimiento al tiempo que garantiza la fiabilidad.

Oportunidades de mejora: Evaluación periódica de nuevas tecnologías de compuestos que puedan ofrecer un mejor rendimiento o una mayor vida útil.

Programas de formación: Garantizar que el personal de mantenimiento comprende las técnicas de inspección adecuadas y los signos de alerta temprana de la degradación de los compuestos.

Técnicas de extensión de la vida útil

Protección del medio ambiente: Añadir cubiertas o revestimientos protectores para reducir la exposición a los rayos UV, las temperaturas extremas y el contacto con productos químicos.

Alivio del estrés: Modificación de las instalaciones para reducir la tensión mecánica sobre los compuestos de estanquidad, lo que prolonga considerablemente la vida útil.

Verificación de compatibilidad: Garantizar que todos los componentes del sistema sean compatibles con los compuestos de sellado para evitar una degradación prematura.

Control de calidad: Aplicación de procedimientos de control de calidad de las aplicaciones para garantizar un rendimiento constante y una vida útil máxima.

Resolución de problemas comunes

Fallos de adherencia: Suele deberse a una preparación inadecuada de la superficie, lo que exige mejorar los procedimientos de limpieza y posiblemente utilizar imprimación.

Agrietamiento y endurecimiento: A menudo indica degradación por UV o daños por ciclos térmicos, que requieren una mejora del compuesto o protección medioambiental.

Ataque químico: La hinchazón, el reblandecimiento o la decoloración indican incompatibilidad química, lo que requiere la selección de un compuesto diferente.

Cura incompleta: Los compuestos blandos o pegajosos indican problemas de curado, a menudo debidos a la contaminación por humedad o a proporciones de mezcla incorrectas.

¿Cuáles son los errores más comunes y cómo evitarlos?

Entre los errores más comunes se encuentran la preparación inadecuada de la superficie, la selección incorrecta del compuesto para las condiciones ambientales, las proporciones de mezcla inadecuadas, el tiempo de curado insuficiente y la falta de planificación del mantenimiento, cuya prevención requiere procedimientos sistemáticos, formación adecuada, análisis ambiental y medidas de control de calidad durante toda la aplicación y la vida útil.

Comprender y evitar los errores más comunes es crucial, ya que los fallos de los compuestos de sellado suelen deberse a errores evitables y no a limitaciones del material.

Errores de selección y especificación

Selección de compuestos genéricos: Utilización de compuestos de uso general sin tener en cuenta las condiciones ambientales específicas, lo que provoca fallos prematuros en aplicaciones difíciles.

Análisis medioambiental inadecuado: No identificar todas las condiciones de exposición, como temperaturas extremas, contacto con productos químicos o radiación UV, que afectan al rendimiento del compuesto.

Decisiones basadas únicamente en los costes: Seleccionar compuestos basándose únicamente en el coste inicial sin tener en cuenta la vida útil y los costes de mantenimiento a lo largo de la vida útil del sistema.

Combinaciones de materiales incompatibles: Utilizar compuestos incompatibles con las cubiertas de los cables, los materiales de los prensaestopas u otros componentes del sistema, provocando su degradación o fallos de adherencia.

Errores de aplicación e instalación

Mala preparación de la superficie: Una limpieza o preparación de la superficie inadecuada, principal causa de fallos de adherencia en aplicaciones de sellado.

Mezcla incorrecta: Mezclado fuera de proporción o mezcla inadecuada de compuestos de dos partes, lo que resulta en un curado incompleto y propiedades deficientes.

Contaminación medioambiental: Exposición a humedad, polvo u otros contaminantes durante la aplicación y el curado, lo que compromete el rendimiento final.

Instalación apresurada: Tiempo de curado insuficiente o procedimientos de aplicación inadecuados debido a la presión del calendario, lo que provoca fallos prematuros.

Hassan, que gestiona las operaciones en una refinería petroquímica de Kuwait, experimentó repetidos fallos de sellado en los prensaestopas expuestos a altas temperaturas y vapores de hidrocarburos. Su equipo de mantenimiento utilizaba compuestos de silicona estándar que se degradaban rápidamente en el duro entorno químico, provocando fallos en el sistema de control y problemas de seguridad. La causa principal fue un análisis medioambiental inadecuado durante la selección inicial del compuesto. Realizamos una evaluación exhaustiva de la exposición y especificamos un compuesto especializado resistente a productos químicos diseñado para aplicaciones petroquímicas. El nuevo compuesto consiguió más de 5 años de servicio fiable en el mismo entorno adverso, eliminando los riesgos de seguridad y reduciendo los costes de mantenimiento en 75%. El éxito condujo a una actualización de las especificaciones del compuesto de sellado en toda la instalación.

Control de calidad y supervisión de las pruebas

Inspección inadecuada: No inspeccionar adecuadamente la aplicación del compuesto en busca de vacíos, cobertura adecuada y adhesión antes de poner los sistemas en servicio.

Falta documentación: No registrar los tipos de compuestos, las fechas de aplicación y los procedimientos, lo que dificulta el mantenimiento y la resolución de problemas en el futuro.

Pruebas insuficientes: Omitir las pruebas previas al servicio que podrían identificar problemas de aplicación antes de la puesta en marcha del sistema.

Falta de formación: Formación inadecuada del personal de aplicación que da lugar a procedimientos incoherentes y problemas de calidad.

Mantenimiento y gestión a largo plazo

No hay programa de inspección: No establecer programas regulares de inspección, permitiendo que la degradación progrese hasta el fallo sin previo aviso.

Mantenimiento reactivo: Esperar a que se produzcan averías en lugar de realizar una sustitución proactiva basada en la evaluación del estado o la vida útil prevista.

Mantenimiento inadecuado de registros: Escasa documentación del historial de mantenimiento, lo que dificulta la optimización de la selección de compuestos y los programas de mantenimiento.

Ignorar los cambios medioambientales: No ajustar la selección de compuestos cuando cambian las condiciones ambientales debido a modificaciones del proceso o actualizaciones del equipo.

Estrategias de prevención

Planificación global:

• Realizar un análisis medioambiental exhaustivo
• Seleccione los compuestos en función de las condiciones de servicio reales
• Desarrollar procedimientos de aplicación detallados
• Establecer puntos de control de calidad

Formación adecuada:

• Formar al personal en técnicas de preparación de superficies
• Garantizar la comprensión de los procedimientos de mezcla y aplicación
• Formación continua sobre nuevas tecnologías de compuestos
• Establecer programas de certificación para aplicaciones críticas

Sistemas de calidad:

• Aplicar procedimientos de inspección y documentación
• Establecer sistemas de trazabilidad de los materiales
• Realizar auditorías periódicas de los procedimientos de aplicación
• Seguimiento de las tendencias de rendimiento a largo plazo

Conclusión

Seleccionar y aplicar los compuestos de encapsulado y sellado adecuados para prensaestopas requiere conocer las propiedades de los materiales, las condiciones ambientales, las técnicas de aplicación y los requisitos de mantenimiento. El éxito depende del análisis sistemático de las condiciones de servicio, la selección adecuada del compuesto, los procedimientos correctos de aplicación y la supervisión continua del rendimiento.

La clave para un rendimiento fiable de los compuestos de estanquidad reside en adaptar las propiedades de los materiales a las condiciones de servicio reales, seguir los procedimientos de aplicación adecuados y aplicar programas de mantenimiento proactivos. En Bepto, proporcionamos asistencia técnica completa para ayudarle a seleccionar los compuestos de estanquidad óptimos para sus aplicaciones específicas, garantizando un rendimiento fiable a largo plazo y minimizando los costes de mantenimiento durante toda la vida útil de su sistema.

Preguntas frecuentes sobre compuestos de encapsulado y sellado

1. Conozca la química de las siliconas RTV y cómo curan a temperatura ambiente. ↩

2. Comprender la norma de ensayo UL94 y lo que significa una clasificación V-0 para la seguridad contra incendios. ↩

3. Descubra las propiedades químicas únicas que confieren al polisulfuro su excelente resistencia al combustible. ↩

4. Explore una guía sobre la vida útil, el tiempo de trabajo y cómo afecta la temperatura a estas propiedades. ↩

5. Lea una guía paso a paso sobre la realización de pruebas de resistencia del aislamiento para garantizar la seguridad. ↩