¿Cuál es la problemática?
En el marco de su actividad de producción de calderas industriales, uno de nuestros clientes se encuentra actualmente en un litigio con su proveedor, a raíz de un error de etiquetado en unas válvulas equipadas con manguitos.
Con el fin de disipar cualquier duda sobre la conformidad de los materiales recibidos, desea confirmar que las juntas del interior de las válvulas son efectivamente de FKM (fluoroelastómero), un material reconocido por su gran resistencia química y térmica, y no de EPDM (Etileno-Propileno-Dieno Monómero), más adecuado para entornos acuosos o menos agresivos, como indicaba la etiqueta.
Para llevar a cabo este estudio, FILAB ha desarrollado un enfoque analítico mediante Espectrometría Infrarroja por Transformada de Fourier (IRTF), una técnica de análisis químico que permite identificar la estructura molecular de numerosos materiales, en particular para el estudio de polímeros.
Determinar la composición fisicoquímica de la junta del manguito de la válvula
Objetivo :
Esta etapa tiene como objetivo confirmar que la válvula y el junta que la componen tienen las características necesarias para transportar el fluido que circula por esta válvula, a saber, un gas sintético procedente de la carbonización de la madera, una mezcla compleja que contiene, en particular, compuestos corrosivos y volátiles.
El otro interés de este estudio es verificar que la junta no ha sufrido degradación durante su uso.
Procedimiento :
Para este estudio, la técnica utilizada es la Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (IR-TF) entre 4000 y 400 cm-1. Esta técnica consiste en someter la muestra a una radiación infrarroja : cada tipo de enlace químico absorbe una longitud de onda específica, lo que permite obtener una auténtica «huella química» del material.
Con esta técnica analítica, la identificación del material se realiza en dos etapas.
Los picos característicos se extraen para buscar los enlaces correspondientes en tablas de referencia. A continuación, el espectro continuo se compara con una base de datos espectral que permite determinar con precisión la naturaleza del material, mediante cálculos de correspondencia máxima.
En paralelo, el análisis por IRTF nos permitió verificar una posible degradación anormal de la junta mediante la comparación de muestras usadas.
Estudio comparativo de las dos juntas - estudio de conformidad
El análisis espectroscópico realizado sobre la muestra pone de relieve varias bandas de absorción características, en particular el estiramiento de los enlaces C-F y C-C (entre 1393 y 1080 cm⁻¹), las vibraciones de tipo CF y CH (entre 829 y 720 cm⁻¹), así como las deformaciones de los grupos CF₂ (alrededor de 634 y 607 cm⁻¹).
Estas señales son características de un elastómero fluorado. El conjunto de resultados permite concluir que la junta analizada está constituida por un material de tipo FKM (fluoroelastómero), habitualmente utilizado por sus propiedades de resistencia química y térmica.
Comparación del espectro IRTF de la muestra del cliente (azul) y de una referencia tipo «FKM» (negro).
Además, para evaluar una posible degradación anormal, se realizó una comparación entre muestras de juntas en servicio y muestras nuevas. Los resultados muestran que la junta utilizada conserva las mismas características químicas que la junta nueva: no se ha detectado ninguna alteración ni degradación del material.
Conclusión del estudio comparativo
Gracias al análisis realizado mediante Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (IRTF), nuestros equipos pudieron confirmar la naturaleza exacta del polímero que constituye las juntas: se trataba efectivamente de un FKM (fluoroelastómero) y no de un EPDM, como hacía pensar el etiquetado del proveedor.
Esta identificación precisa permitió eliminar cualquier duda sobre la conformidad de las piezas y descartar la hipótesis de un error de material.
La comparación entre juntas nuevas y juntas usadas mostró, además, ninguna degradación química significativa : el material conservó todas sus propiedades con el paso del tiempo.
Nuestro cliente pudo continuar su producción con tranquilidad, sin impacto en la seguridad ni en el rendimiento de sus instalaciones.
Un estudio que ilustra perfectamente cómo la caracterización de materiales permite, más allá del simple control, asegurar una actividad industrial y preservar la confianza entre socios.
