DECÁLOGO PARA CONSEGUIR UNIONES ATORNILLADAS SEGURAS

Obtener uniones atornilladas seguras depende de muchos factores. Hoy resumimos nuestro conocimiento en el presente decálogo. Por favor, tenga en cuenta que éstos son consejos generales, que no aplican necesariamente a todas las situaciones de apriete de tornillos.

1: TAMAÑO Y CALIDAD DEL TORNILLO: Elija la combinación correcta de tamaño y calidad del tornillo. 

En las uniones atornilladas, el tornillo más grande, no es necesariamente el mejor. Igualmente, lo mismo se puede decir de la calidad del tornillo ya que elegir uno de mayor calidad, no es obligadamente mejor que un tornillo de menor calidad. Lo importante es la combinación de ambos factores: tamaño y calidad. Como bien dice Bill Eccles, (fundador de boltscience.com): 

“Podría usar un tornillo más grande, con una calidad o resistencia menor; o bien un tornillo más pequeño con mayor calidad. Tiene las dos opciones. Cuando Ud. tenga que hacer una elección así para una unión atornillada crítica, los ingenieros de Nord-Lock Group podrán ayudarle”.

1: AFLOJAMIENTO:   Considere la elasticidad de la junta para compensarla.

La relajación de la junta es la razón principal para que se aflojen los tornillos. Existen tres causas principales: 

• El asentamiento en superficies rugosas e irregulares; 
• La relajación debido a que los materiales tipo polímeros y composites se compacten;
• La fluencia o tendencia a sufrir deformación plástica bajo tensión y temperaturas. 

Las tres causas suponen la pérdida de precarga y pueden acabar conduciendo al fallo de la unión atornillada.

El aflojamiento es un problema cada vez más frecuente, ya que las uniones atornilladas cada vez se exponen a más altas temperaturas y cargas, y porque algunos materiales (tipo composites, plásticos y aluminio) son empleados con mayor frecuencia. 

Robin Senn (Ingeniero de Nord-Lock Group en Suiza), dice: “La solución es doble. Para compensar el aflojamiento, necesitaremos superficies lisas y duras, introduciendo la elasticidad en la unión atornillada mediante el uso de, por ejemplo, las arandelas Nord-Lock de la Serie X, o los tensionadores mecánicos multitornillo Superbolt.”

Los tensionadores mecánicos multi tornillo Superbolt (MJTs), y la tecnología de bloqueo por cuña de Nord-Lock, incrementan la elasticidad de la unión atornillada para minimizar el aflojamiento.

3: LUBRICACIÓN: Elija la lubricación adecuada para cada aplicación.

Uno de los aspectos cruciales en las uniones atornilladas es la lubricación, que minimiza la dispersión por fricción y reduce el ratio par-carga. La lubricación también facilita la instalación y la desinstalación, además de alargar la vida del tornillo.

Hidenori Araki (Ingeniero norteamericano que trabaja para el Grupo Nord-Lock) recomienda la aplicación del lubricante bajo la cabeza el tornillo o tuerca y en la parte roscada del perno que acoplaremos.

Lo más importante a considerar, cuando se trata de la lubricación es que elijamos un lubricante adecuado. “Los parámetros a verificar son, entre otros, la composición química, el impacto en la salud y en el medio ambiente, rango de temperatura recomendado, y coeficiente de fricción. Consulte las recomendaciones del fabricante.” 

4: DISEÑO Y MANTENIMIENTO: No pierda de vista el coste del mantenimiento en el marco del ciclo de vida.

Durante la fase de diseño de un proyecto, uno de los dilemas que nos encontramos frecuentemente es reducir los costes de producción inmediatos mediante el uso de soluciones y componentes más económicos u optar por los ahorros a largo plazo, invirtiendo en soluciones de gran calidad.

Martin Lindbäck (responsable de la Dirección Investigación y Desarrollo de la Oficina de Proyectos de Siemens Industrial Turbomachinery), dice: “No se centre sólo en el coste inicial. Hacer la inversión adecuada desde el principio, le producirá considerables ahorros de costes en el futuro. Este enfoque, también conducirá a clientes más satisfechos.”

Siemens apostó por esta visión a largo plazo para lo relativo a las soluciones para las uniones atornilladas de sus turbinas de millones de euros, y esto les hizo decidir invertir en arandelas Nord-Lock y tensionadores Superbolt, logrando ahorrar los costos de montaje, y en especial los derivados de mantenimiento durante el ciclo de vida de las turbinas.

5: RECUBRIMIENTO: Elija el recubrimiento que optimice la unión atornillada

Los recubrimientos pueden tener solo unos pocos micrómetros de espesor, pero podemos mejorar el desempeño de la unión atornillada de varias maneras:

• Dándole protección contra la corrosión.
• Reduciendo la fricción.
• O realzando estéticamente. 

Hay diversas soluciones de recubrimiento como la galvanización, que es el procedimiento más sencillo y económico. Si esto no es suficiente, podremos realizar recubrimiento de aleaciones de zinc. Pero cuando se necesite una protección aún mayor, se recomiendan las escamas de zinc de varias capas.

Entonces, ¿qué recubrimiento debería elegir para su aplicación? Algunas características del recubrimiento deberían recibir más importancia. Elija su revestimiento basándose, en primer lugar, en el nivel de protección contra la corrosión; luego, sobre las características de fricción (ya que siempre puede compensar con un lubricante) y, finalmente, sobre las propiedades estéticas.

6: UTILICE PRODUCTOS ORIGINALES: Invierta sólo en productos originales, o le saldrá caro.

Desde zapatillas hasta teléfonos inteligentes, las copias baratas y los productos falsificados abundan en todas partes. Y los elementos de tornillería, no son la excepción.

El beneficio de invertir en productos genuinos, como las arandelas Nord-Lock, es la seguridad de recibir un producto que ha estado en el mercado durante mucho tiempo, cuyo rendimiento y calidad han sido demostrados.

Los productos genuinos de Nord-Lock pueden identificarse gracias a su marcado láser. Si no está seguro de haber comprado el producto real, comuníquese con la oficina de ventas local, donde puede obtener ayuda con la verificación.

“Como ocurre con muchas cosas en la vida, con las soluciones de atornillado, obtienes lo que pagas”, dice Frida Cullin (Gerente de los Centros Técnicos de Nord-Lock.) "El costo de compra de un producto genuino puede ser mayor, pero a largo plazo se rentabilizará por su seguridad, porque no serán necesarias las reparaciones y labores de mantenimiento.”

7: CALIDAD: Busque siempre profesionales con gran experiencia. 

Hay miles de soluciones de fijación disponibles. Pero incluso los de uso más común pueden no estar aprobados para un rango específico de temperatura o presión. Por lo tanto, es fundamental encontrar socios que lo ayuden a lograr materiales y elementos de fijación de confianza.  

Peter Fjordman, (de Bolt Securing) dice: “El costo de las reclamaciones en campaña para una marca puede ser significativo. Ante un accidente causado por una fuga en un sistema de ventilación, por ejemplo, me pregunto si pudo haber sido porque la empresa eligió la solución de fijación incorrecta".

"Alcanzar la máxima calidad consiste en trabajar con socios de reconocida experiencia, que darán prioridad a la calidad sobre la obtención de beneficios rápidos", dice Fjordman.

Nord-Lock Group es reconocido por ser fiable y, además, posee varios certificados de calidad y acreditaciones para aplicaciones exigentes, p. Ej. offshore, energía y transporte.

8: CORROSIÓN: Considere la corrosión, desde el principio, en el diseño de juntas atornilladas.

Dicen que las dos únicas certezas en la vida son la muerte y los impuestos. Pero se puede agregar un tercero: la corrosión. Cualquier producto metálico derivado del hierro o del acero, eventualmente se oxidará y desintegrará cuando entre en contacto con el oxígeno y el agua. “La corrosión ocurrirá inevitablemente en un momento determinado”, dice Christian Rabe (de Dörken MKS-Systeme), que desarrolla sistemas de protección contra la corrosión de micro capas. "Sin embargo, hay formas de detener su progreso".

Un método es la protección catódica, donde un material menos noble (como el zinc), se sacrifica a sí mismo, y otro método es la protección no catódica. El Sr. Rabe dice que no hay respuestas fáciles cuando se trata de corrosión. “La única solución sería mantener sus partes en peligro en un clima desértico muy seco”, bromea.

Las soluciones de bloqueo por cuña de Nord-Lock ofrecen una amplia gama de recubrimientos protectores y tratamientos de superficie, así como varios grados de acero inoxidable y aleaciones a base de níquel.

9: REUTILIZACIÓN: Si tiene que reutilizar, lubrique. Reutilizar o no reutilizar, esa es a menudo la cuestión.

Reutilizar los elementos de fijación, particularmente cuando uno está realizando mantenimiento in situ, es más conveniente que transportar repuestos de varios tamaños y grados o calidades. Además, es más económico.

Sin embargo, es difícil saber si esos elementos de fijación ya usados están dañados y, por lo tanto, podrían fallar. Para verificar si un perno que planea reutilizar está bien, Lena Kalmykova, (ingeniera de aplicaciones en Nord-Lock Group), recomienda una inspección visual. “Si ve signos de corrosión, evite la reutilización, si es posible. También si se evidencia daño en la rosca del perno”.

“Pero puede haber ocasiones en las que no tenga más alternativa que reutilizar un perno dañado como solución temporal. Si tiene que reutilizar, lubrique ” dice Kalmykova. “Proporciona un grado de protección contra la corrosión. Y si tiene una rosca dañada, la lubricación lo ayudará a lograr la carga de sujeción que necesita hasta que pueda instalar un nuevo perno ".

10: PRECARGA Y APRIETE: Elija la herramienta y la secuencia de apriete correcta.

El nivel de precarga determina la capacidad de una junta atornillada. Por lo tanto, es crucial determinar el nivel de precarga requerido en una junta y luego alcanzarlo, efectivamente, mediante un método y una secuencia de apriete adecuada.

La precarga debe ser suficiente para evitar el movimiento o la separación de las piezas de la unión, pero aún dentro del límite elástico del material para evitar el empotramiento en las superficies de contacto y el daño en la rosca.

Zouhair Chaib (técnico senior de Nord-Lock Group en Francia), dice que también es importante diferenciar entre la capacidad estática y dinámica de un tornillo; un tornillo puede soportar una carga estática alta, pero sólo una pequeña cantidad de carga dinámica. Por lo tanto, es importante tener una precarga alta para reducir el efecto de las cargas de trabajo dinámicas aplicadas a la junta.

"Al apretar, es importante que elija una herramienta y una secuencia de apriete que le permita lograr la precarga que el ingeniero que diseñó la unión ha especificado", dice Chaib.

Los ingenieros de Nord-Lock Group son expertos en brindar soluciones completas para uniones atornilladas, desde el diseño, la selección de productos y el soporte in situ.

- NOTA: Tenga en cuenta que el presente decálogo es genérico por lo que no se aplicará necesariamente a todas las situaciones de atornillado.