Las conexiones que descaman plata son un motivo de preocupación en los procesos de ultra alta pureza (UHP). Por eso WIKA ha desarrollado tuercas resistentes a la abrasión hechas de acero inoxidable UNS S21800, una aleación de hierro y cromo con una lubricidad inherente y características de acoplamiento para reducir el riesgo de cruce de roscas y conexiones gripadas.
Varios clientes de la industria de semiconductores se han dirigido a los especialistas en presión de WIKA con la preocupación de que las conexiones a proceso descamen la plata, y si los accesorios resistentes a la abrasión resolverían el problema. Aquí están algunas de sus preguntas más frecuentes, y nuestras respuestas.
Conexión a proceso con junta frontal
P: Estoy un poco confundido con la terminología. ¿Los términos conexión a proceso, accesorio, prensaestopas, junta frontal y tuerca se usan indistintamente, o hay diferencias?
R: Buena pregunta. Básicamente, un sensor de presión necesita una conexión a proceso para poder acoplarlo con seguridad a la aplicación y medir su presión. Las conexiones a proceso son un tipo específico de accesorio, y muchas personas en la industria de procesos – incluyendo los ingenieros de WIKA – usan ambos términos indistintamente.
Los productos WIKA disponen de múltiples conexiones a proceso, como juntas frontales, montajes de superficie modulares, y costuras de soldadura. La conexión que se usa habitualmente en aplicaciones UHP (ultra alta pureza) es la junta frontal. Se trata de un accesorio de sellado metálico en el que dos geometrías (tubos) de forma toroidal (rosca), llamados prensaestopas, se aprietan entre sí sobre una junta metálica. Un par de tuercas, una hembra y una macho, aprietan los dos prensaestopas entre sí.
P: ¿Por qué WIKA no se refiere a sus conexiones a proceso como «VCR»?
R: VCR® es una marca registrada y es específica de un fabricante de conexiones a proceso. WIKA utiliza términos generales de la industria que son aplicables a todos los fabricantes de dichas conexiones.
P: He oído hablar de un cambio a un nuevo estándar de tuercas. ¿Qué hay detrás de este cambio?
R: Hablemos primero de los metales utilizados en los racores. Las tuercas están hechas de acero inoxidable resistente a la corrosión. Estos materiales, sin embargo, tienden a desgastarse con el tiempo. La rozadura se produce cuando dos metales se frotan repetidamente uno contra el otro sin suficiente lubricación, lo que forma diminutas mellas y/o golpes que hacen que los hilos se peguen finalmente uno al otro. La plata ofrece una buena protección contra el desgaste, por lo que muchos hilos están revestidos de plata.
Sin embargo, en la práctica hemos observado que en las caras frontales, el plateado de la tuerca hembra tiende a descamarse después de apretar y aflojar repetidamente, aumentando así el riesgo de contaminar la aplicación. Por eso WIKA desarrolló tuercas hechas de acero inoxidable UNS S21800, una aleación de hierro y cromo. Su lubricidad inherente y sus características de acoplamiento reducen el riesgo de cruce de roscas y de gripado de las conexiones. Por lo tanto, el nuevo estándar de las tuercas – conexión resistente a la abrasión – es prevenir la descamación de plata que contaminaría los medios de proceso en los procesos UHP.
P: ¿Quién fabrica sus conexiones no abrasivas?
R: Estas nuevas tuercas estándar se fabrican según las propias especificaciones y designación de material de WIKA. Internamente mecanizamos nuestras propias piezas, o las adquirimos en fábricas externas homologadas. Nota: Sólo las tuercas de las conexiones con junta frontal están hechas de acero inoxidable UNS S21800 resistente a la corrosión.
P: ¿Qué dicen las normas SEMI sobre la compatibilidad de los materiales de su acero inoxidable no abrasivo, especialmente en lo que respecta a los medios corrosivos?
R: Las normas SEMI (Semiconductor Equipment and Materials International) entran en gran detalle sobre el material y las propiedades de la superficie de las partes en contacto con el medio en entornos UHP. Estas partes en contacto con el medio son piezas como tubos, prensaestopas y partes guía en contacto con el medio. Las tuercas UNS S21800 son piezas que mantienen juntos los prensaestopas de ajuste de las conexiones a proceso con junta frontal. Como tales, estas tuercas son partes sin contacto con el medio, lo que significa que las normas SEMI no tienen mucho que decir al respecto. Dicho esto, comparado con el acero inoxidable 316L, el acero inoxidable UNS S21800 tiene igual o mejor estabilidad en ambientes agresivos.
P: ¿Las conexiones WIKA cumplen estrictamente las especificaciones SEMI?
R: Sí y no. Déjenos explicarle. En primer lugar, muchos clientes han oído hablar de las especificaciones SEMI, pero en realidad son directrices. En otras palabras, aunque son recomendaciones útiles para toda la industria de fabricación de chips, no son requisitos que los proveedores y usuarios tengan que seguir estrictamente. En segundo lugar, muchos fabricantes – incluyendo WIKA – se basan en estas directrices SEMI cuando diseñan sus productos. En esos casos, las especificaciones de los productos y las hojas técnicas mencionarán explícitamente la adhesión a las directrices SEMI.
P: ¿Dónde puedo encontrar las directrices SEMI aplicables?
R: Por favor, consulte el sitio web SEMI para obtener más información.
P: ¿Hay alguna diferencia entre «UNS S21800», «Gall-Tough» y «Nitronic 60»?
R: UNS S21800 è la designazione del sistema di numerazione unificato per un acciaio inossidabile ad alte prestazioni in ferro, cromo, manganese, nichel, silicio, azoto e carbonio. UNS S21800 è il termine usato da ASTM, ASEM e ASM. Un altro nome per questo acciaio inossidabile austenitico indurito è Alloy 218.
Nitronic 60® es la marca registrada de AK Steel Holding Corporation para el UNS S21800. Gall-Tough® es la marca registrada de Carpenter Technology para otro acero inoxidable resistente a la abrasión, UNS S20161.
P: ¿Cómo se considera el UNS S21800 respecto a otros aceros inoxidables en cuanto a la resistencia a la corrosión en las conexiones a proceso?
R: Hay muchos tipos diferentes de acero inoxidable, y el UNS S21800 es simplemente uno de ellos. La definición de acero inoxidable es una aleación de hierro con al menos un 10,5% de cromo. Como todos sabemos, el hierro se oxida. Cuanto mayor sea el porcentaje de cromo, mejor podrá el acero inoxidable resistir la formación de óxido férrico (óxido).
Tanto el UNS S21800 como el acero inoxidable 316L de uso común tienen aproximadamente el mismo porcentaje de cromo, lo que los hace igualmente resistentes a la oxidación. Sin embargo, el mayor contenido de manganeso y silicio del UNS S21800 hace que esta aleación sea más resistente al desgaste y a la corrosión por frotamiento.
| UNS S21800 | 316L | |
|---|---|---|
| Cromo | 16–18 % | 16–18 % |
| Manganeso | 7–9 % | 0-2 % |
| Molibdeno | 0–0,5 % | 2–3 % |
| Níquel | 8–9 % | 10–14 % |
| Silicio | 3,5–4,5 % | 0–0,7 % |
| Nitrógeno | 0,8–0,18 % | 0–0,1 % |
| Carbono | 0–0,1 % | 0–0,030 % |
| Hierro | 59,1–65,4 % | 62–72 % |
P: ¿Cuál es la presión máxima de una tuerca resistente a la abrasión?
R: 11.200 psi. La UNS S21800 tiene propiedades mecánicas similares o superiores a la 316L.
P: ¿Cuál es la mejor manera de apretar las tuercas resistentes a la abrasión?
R: Primero apriete con los dedos la conexión, y luego use una llave para darle otro cuarto de vuelta.
P: ¿Podría comprar estas tuercas como piezas sueltas?
R: Lo siento, pero la tuerca UNS S21800 resistente a la abrasión es un componente de los productos WIKA y, por lo tanto, no está disponible su venta individual.
P: ¿WIKA utiliza la UNS S21800 para las conexiones a proceso macho y hembra?
R: Actualmente, UNS S21800 es una opción para ambos tipos. A partir del 1 de enero de 2021, el UNS S21800 se convertirá en el estándar para la conexión a proceso de sellado frontal hembra y seguirá siendo una opción para la conexión a proceso de sellado frontal macho.
P: ¿Por qué la conexión a proceso hembra UNS S21800 no está recubierto de plata?
R: Porque no es necesario. El recubrimiento de plata aumenta la capacidad de ciertos metales para resistir el desgaste por roce, pero el UNS S21800 ya es resistente al desgaste por roce. Es más, el revestimiento de plata puede descamarse en el flujo del proceso, contaminando así el flujo del proceso.
P: ¿Son las conexiones a proceso UNS S21800 adecuadas para gases corrosivos?
R: Por supuesto. El UNS S21800 es un acero inoxidable con una excelente resistencia a la corrosión.
P: ¿Quién más compra las conexiones a proceso UNS S21800? ¿Puede darme una lista de clientes como referencia?
R: WIKA respeta la privacidad de todos nuestros distribuidores, integradores, OEMs y usuarios finales. Como tal, no revelamos ninguna información que nuestros socios y clientes consideren reservada o confidencial.
P: ¿Cómo puedo obtener más información sobre las nuevas piezas de conexión?
R: Para esquemas y más detalles acerca de las tuercas UNS S21800 de WIKA, póngase en contacto con nuestros especialistas en medición de presión para la industria de semiconductores. Estarán encantados de comentar con usted las mejores alternativas para sus aplicaciones específicas.
No dude en ponerse en contacto con nuestros expertos para obtener más información.