Curve Idrauliche Filettate: Caratteristiche e Utilizzo

Il mondo dei raccordi industriali è vasto e comprende una serie di prodotti destinati a differenti applicazioni e a diverse tipologie di fluidi. Tra questi, i raccordi idraulici costituiscono un settore esteso e in continua espansione, come si può vedere anche dal catalogo di Intertubi.

I raccordi industriali si distinguono principalmente in due tipologie, sulla base della giunzione: raccordi a saldare e raccordi filettati. Questa distinzione è una scelta importante in fase di progettazione e messa in opera.

La scelta di un collegamento saldato riduce i problemi di svitamento e crea un'unione permanente. Viceversa, i collegamenti filettati comportano un aumento delle operazioni in fase di realizzazione, ma favoriscono le successive operazioni di sostituzione e manutenzione.

Accoppiamento a Tenuta e Tipi di Filettature

L’accoppiamento a tenuta sui raccordi idraulici viene fatto utilizzando filettature gas di tipo conico con l’aggiunta di un materiale sigillante sul filetto. I raccordi idraulici filettati con una filettatura cilindrica infatti vengono accoppiati con tubi a filetto maschio conico, questo comporta una sollecitazione radiale proporzionale alla coppia con cui vengono avvitati tra loro. La struttura cristallina del materiale deve essere altamente omogenea per non creare punti di concentrazione di sforzo che possano avviare il processo di corrosione.

In particolare, all’interno delle filettature maggiormente utilizzate, soprattutto in idraulica, vi sono le filettature GAS e le filettature NPT. Alla base delle loro differenze c’è, come spesso accade all’interno del mondo della meccanica e delle normative vigenti, un utilizzo basato sulla geografia del produttore e dell’utilizzatore.

Filettatura GAS cilindrica: è anche definita “non a tenuta sul filetto” ed è regolata a livello mondiale dalla normativa ISO 228-1.
Filettatura GAS conica: definita anche “a tenuta sul filetto” ed è regolata dalla normativa EN 10226-1.

La filettatura NPT (Nationale Pipe Thread) rappresenta lo standard americano conforme alla normativa AISI B1.20.1 ed è la seconda più utilizzata nel campo della raccorderia idraulica. Rispetto alla filettatura GAS, presenta un angolo del filetto di 60° che determina un passo maggiore (ovvero un numero di filetti minore per pollice). Infatti, le filettature GAS sono maggiormente utilizzate a livello mondiale mentre, per quanto riguarda gli Stati Uniti e il Canada, la filettatura NPT è più diffusa e utilizzata per produrre raccordi filettati.

Parametri Fondamentali delle Filettature

Le filettature, come visto, possono essere di varie tipologie sulla base degli angoli del filetto e delle caratteristiche costitutive. Che si tratti di filettature GAS, NPT o di qualsiasi altro tipo (come, ad esempio, le filettature metriche, le più diffuse a livello mondiale in ambito industriale), vi sono delle differenze importanti basate sui parametri che ne definiscono angoli, dimensioni ed eliche.

In fase di progettazione e scelta dei collegamenti è fondamentale andare a valutare tutti questi parametri in modo tale da svolgere una scelta consapevole che minimizzi i rischi di rottura in esercizio e consenta una vita prolungata del collegamento evitando rischi e cedimenti dannosi per le strutture e per gli impianti.

Passo: rappresenta la distanza tra due creste o due fondi consecutivi di una filettatura.

Problematiche e Sollecitazioni nei Raccordi Idraulici

Tra i problemi che si possono riscontrare nell’utilizzo dei raccordi idraulici vi è la manifestazione di cedimenti in esercizio dovuti alle tensioni che si generano all’interno del materiale. Lo studio tensionale è un argomento centrale della progettazione meccanica in quanto sono stati sviluppati numerosi metodi per stimare gli sforzi che si presentano durante la vita utile di un componente.

Come introdotto nei paragrafi precedenti, i raccordi idraulici possono subire diverse tipologie di sollecitazioni in esercizio che possono portare al danneggiamento e alla rottura di questi. Tra le principali tipologie di sforzi troviamo:

Sforzi statici: sono sforzi che presentano intensità, verso e direzione costanti e sono quasi sempre causati dall’applicazione di un carico su un componente. Appartengono a questa categoria gli sforzi normali, applicati in direzione perpendicolare rispetto alla superficie di riferimento, e sforzi di taglio.
Sforzi di fatica: sono sforzi che presentano generalmente intensità inferiori rispetto a quelli statici ma che portano comunque al cedimento dei componenti.
Sforzi occasionali: possono essere causati da numerosi agenti, tra i quali vi è sicuramente lo sforzo generato da un impatto.
Sforzi residui: sono sollecitazioni riscontrabili nel materiale a seguito di operazioni di formatura, tra le quali le lavorazioni per deformazione plastica, soprattutto a freddo.

Materiali e Rivestimenti

Lo studio dei materiali ha permesso di sviluppare modelli e proprietà centrali nei materiali. Inoltre, sono stati introdotti modelli per il confronto della resistenza del materiale con le sollecitazioni riscontrate in esercizio, tenendo conto di coefficienti di sicurezza ampi che permettano di tener conto di altri effetti e difettologie che non sono spesso preventivabili, ma che vanno spesso ad inficiare il comportamento corretto dei componenti.

L’utilizzo di rivestimenti consente di proteggere la superficie da ambienti particolarmente aggressivi che possono andare a danneggiare i raccordi. Seppur questi rappresentino solamente alcuni dei possibili metodi di azione sui raccordi per migliorarne il comportamento, è chiaro ed evidente che lo studio preventivo rappresenti il punto cardine della progettazione. Una scelta efficace di tutto ciò che concerne tali prodotti rappresenta il punto di partenza necessario ma non sufficiente per evitare problematiche.

Curve in Ottone e in Acciaio Inossidabile

Nel vasto mondo della raccorderia idraulica, alcuni componenti sempre presenti all’interno dei circuiti assumono un ruolo importante: le curve. Tali componenti, come intuibile dal nome, permettono di ottenere delle variazioni di direzione e di unire tubature che presentano assi diretti in direzioni differenti, creando in questo modo collegamenti complessi e adatti a soddisfare anche le caratteristiche di applicazioni particolari e specifiche. Come anticipato, il mondo delle curve è molto ampio e una categorizzazione che comprenda tutte le tipologie è quasi impossibile.

In particolare, all’interno di queste due macro-categorie vi sono delle differenze sulla base degli attacchi filettati alle estremità.

La scelta di utilizzare la prima tipologia deriva dalla elevata resistenza a corrosione, combinata con proprietà meccaniche di buon livello che consentono l’installazione e il montaggio anche in zone con ambienti aggressivi e condizioni di carico rilevanti dal punto di vista meccanico. Inoltre, la lavorabilità di questo materiale consente di ottenere le forme desiderate in modo rapido e efficace, limitando gli scarti e i costi della produzione consentendo, dunque, un margine di profitto su ampi lotti decisamente conveniente, senza trascurare la qualità necessaria per questi componenti. Infatti, guasti e malfunzionamenti di questi dispositivi possono generare inconvenienti spiacevoli per il funzionamento di macchinari industriali e impianti civili e domestici con conseguenze più o meno gravi per le persone e i locali che si trovano nelle vicinanze.

Processi di Realizzazione delle Filettature

Le filettature, per rispettare le normative vigenti, devono essere realizzate mediante tecnologie produttive che garantiscano la conformità di queste ai requisiti di qualità. Tra i processi più comuni troviamo:

Tornitura: lavorazione realizzata per asportazione di truciolo che consiste nella rotazione del componente da formare, in questo caso la vite, mentre l’utensile si muove con moto rettilineo e va ad asportare materiale creando, appunto, il truciolo.
Fresatura: sia essa conica o cilindrica, è una lavorazione per asportazione di truciolo in cui l’utensile è sottoposto ad un moto di rotazione e di traslazione andando a formare il materiale oggetto della lavorazione.
Maschiatura: è una lavorazione per asportazione di truciolo realizzata tramite un utensile che assume il nome di “maschio” ed è il responsabile della creazione della filettatura.
Rullatura: rispetto alle lavorazioni precedenti è una lavorazione per deformazione plastica del materiale.

I componenti in acciaio inossidabile, come ad esempio i raccordi, sono spesso caratterizzati da filettature, sia GAS che NPT, che risultano necessarie per consentire il collegamento con altri componenti in insieme complessi. Realizzare una filettatura, però, richiede alcuni accorgimenti. Tra questi, il principale fenomeno da tenere in considerazione è l’incrudimento. L’utilizzo di parametri non idonei, quale una velocità eccessiva di taglio, può andare a provocare uno scivolamento sulla superficie piuttosto che un taglio effettivo.

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