Guarnizioni Idrauliche: Tipi, Materiali e Caratteristiche

Le guarnizioni sono elementi essenziali installati alla giunzione di due componenti di un sistema, con lo scopo di impedire il passaggio di fluidi liquidi o gassosi da un mezzo all’altro. Servono a sigillare due parti per garantire che il contenuto non fuoriesca nei punti in cui è stata effettuata la giunzione. Questo è il caso, ad esempio, di due elementi che compongono una tubazione attraversata da un liquido o da un gas. Nella fase di costruzione della tubazione, le guarnizioni vengono aggiunte per evitare le perdite. Le guarnizioni svolgono anche un compito di protezione dagli agenti esterni, come ad esempio acqua o contaminanti. Si pensi in quest’ultimo caso a contenitori sanitari che proteggono farmaci che non possono entrare a contatto con l’aria esterna.

Riassumendo: le guarnizioni svolgono un compito di sigillatura nei casi in cui non è possibile utilizzare i collanti. I materiali di cui sono composte le guarnizioni dipendono dalle temperature, dalla pressione e dalla natura del liquido che scorre o da cui deve proteggere. Per esempio, per sigillare in presenza di acqua fredda si utilizzano la gomma nitrilica, il cuoio e la canapa. In presenza di acqua calda si preferisce usare una fibra vulcanizzata, come il piombo o il rame.

Materiali e Tipi di Guarnizioni

Esistono guarnizioni in metallo, guarnizioni in gomma, guarnizioni in plastica (ad esempio PTFE, ovvero plastica rinforzata con fibre di vetro), guarnizioni in materiale composito (carbonio, resina, GRP) e altre ancora. La scelta dipenderà dall’uso che se ne intende fare. Le guarnizioni trovano impiego in macchine, utensili, veicoli, finestre, sistemi di condizionamento dell’aria, ecc.

• Guarnizioni Metalliche: Ideali per pressioni e temperature elevate. Esistono giunti metallici, semi-metallici e metalloplastici. Maggiore è il contenuto di metallo, maggiore è la resistenza alle alte temperature.
• Guarnizioni in Gomma e Plastica: Molto flessibili, con un’ampia varietà di applicazioni (tubature, scambiatori di calore, ecc.).
• Guarnizioni in PTFE: Generalmente guarnizioni speciali per applicazioni che richiedono una maggiore resistenza termica o chimica.
• Guarnizioni Toriche (O-Ring): Ideali per i sistemi con pressioni e temperature elevate.

Guarnizioni in Silicone: Vantaggi e Applicazioni

Le guarnizioni industriali in silicone trovano ampio spazio in tutti i settori, grazie alle loro proprietà uniche e alle prestazioni di alto livello. Si usano nel settore alimentare, in quello chimico, in quello idraulico e in tanti altri. Il silicone è infatti un materiale versatile, che consente di ottenere prodotti di forme e dimensioni diverse. L’ampio ventaglio di tipologie di guarnizioni e o-ring è solo la punta dell’iceberg. Il silicone consente anche una vasta gamma di personalizzazioni, in base alla destinazione d’uso e alle esigenze del cliente. Realtà come Betelli permettono di scegliere diametri e spessori non standard, ottenendo prodotti di qualità e soprattutto su misura.

La principale funzione delle guarnizioni in silicone è quella di prevenire perdite di liquidi o gas, proteggendo contro contaminazioni esterne, agenti atmosferici e variazioni di pressione. Si parla di silicone al singolare, ma sarebbe più corretto parlare di siliconi e di gomme siliconiche al plurale. Con il termine “silicone” si indicano infatti più materiali basati su una catena silicio-ossigeno. A seconda del tipo di lavorazione e del catalizzatore usato per stabilizzarle, si otterranno siliconi e gomme siliconiche con caratteristiche diverse.

Vantaggi delle Guarnizioni in Silicone:

• Antiaderenza: Gli stampi, i profili e le guarnizioni in gomma siliconica impediscono agli altri materiali di attaccarsi a loro.
• Elasticità e Resistenza: Alta fedeltà al modello.
• Tolleranza a un’ampia gamma di temperature: Incluso l’uso in condizioni climatiche critiche o a contatto con alte - o basse - temperature. Le gomme siliconiche mantengono le loro proprietà a -50°C così come a +200°C e oltre.
• Resistenza agli agenti atmosferici: Non invecchiano e mantengono le proprie proprietà per decenni.

Un o-ring in silicone trasparente può resistere a un elevato sbalzo termico senza perdere le proprie caratteristiche. A -50°C altri materiali si irrigidirebbero e inizierebbero a creparsi. A +200°C, invece, si fonderebbero e perderebbero la propria forma. Questo non accade con il silicone, che rimane affidabile in entrambe le situazioni. Le rondelle piane in gomma siliconica svolgono il proprio dovere al caldo e al freddo. Oltre a questo, sono resistenti anche ai raggi UV e al contatto con gran parte degli agenti chimici.

È possibile impiegare i profili e le guarnizioni in gomma siliconica nei più svariati settori produttivi, come l’aeronautico, il meccanico, il biotecnico… Data la loro resistenza, sono affidabili anche in condizioni critiche. Inoltre, possono venire a contatto con una vasta gamma di materiali senza contaminarli o venirne contaminati.

Guarnizioni in Silicone Alimentare

Le guarnizioni piane in gomma sono tra le più usate nell’industria alimentare. Un esempio tangibile di utilizzo di queste guarnizioni è rappresentato dalle caffettiere domestiche e dalle macchine per il caffè professionali, dove la loro ampiezza superficiale garantisce un’ottima tenuta, essenziale per la preparazione di bevande di alta qualità. La caratteristica distintiva delle guarnizioni in silicone alimentare è la loro composizione, completamente compatibile con gli standard alimentari. Questo attributo consente l’impiego sicuro di tali guarnizioni nelle macchine utilizzate nell’industria alimentare, dove la necessità di garantire la conformità con le normative sulla sicurezza alimentare è prioritaria. La loro superficie è più ampia rispetto agli o-ring in silicone trasparente, quindi garantiscono un’ottima tenuta.

La mescola delle gomme siliconiche è 100% compatibile con gli alimenti. Per questo motivo, In caso di contatto diretto con alimenti, queste guarnizioni offrono una doppia sicurezza: i grassi o liquidi presenti negli alimenti non comprometteranno l’integrità delle guarnizioni, e allo stesso tempo, le guarnizioni non rilasceranno frammenti nei cibi, garantendo un ambiente di lavoro igienico e conformità ai più alti standard di sicurezza alimentare.

Guarnizioni Idrauliche in Gomma

Le guarnizioni idrauliche in gomma trovano ampio spazio sia nell’industria sia nella vita di tutti i giorni. Sono le piccole rondelle piane in gomma che permettono di chiudere i rubinetti di casa o di avvitare i filtri. Già tra le quattro mura di una casa normale, queste guarnizioni subiscono stress notevoli. In un contesto industriale, si usano le guarnizioni idrauliche in gomma per le condutture di vapore, i compressori, gli elementi che compongono gli acquedotti cittadini. Devono assicurare la chiusura e l’aderenza delle componenti anche a contatto con l’acqua, senza deteriorarsi.

Anelli di Tenuta

Gli anelli di tenuta sono elementi meccanici progettati per alloggiare dadi e teste dei bulloni. Dalla struttura circolare e piatta, gli anelli di tenuta DIN 7603 sono principalmente usati come distanziatori negli assemblaggi meccanici e distribuiscono il carico in maniera omogenea su una vasta superficie.

• Anelli in rame: Dotati di un’altissima resistenza alla corrosione. Vengono sottoposti ad uno speciale trattamento di preriscaldamento che, ammorbidendo il metallo, permette di inserirlo con più facilità nelle aree irregolari degli assemblaggi.
• Anelli in alluminio: Resistenti alla corrosione, leggeri e più duraturi rispetto ad un elemento in gomma.

La scelta dell’anello giusto dipenderà quindi dalla destinazione finale e dal tipo di assemblaggio. Dalle officine di riparazione, alla manutenzione di macchinari industriali fino alle società dedicate al trasporto unico, gli anelli forniscono resistenza e solidità anche nelle applicazioni più difficoltose.

Come Scegliere la Misura Giusta di un O-Ring

Al fine di scegliere il prodotto migliore, è importante scegliere quello della giusta dimensione e misura. Le misure di un o ring risultano dal valore della sezione trasversale (Cross section) e dal diametro interno (inside diameter). Infatti, le guarnizioni sono anelli di gomma, di elastomero, che vengono utilizzati in meccanica come sigilli o, per l’appunto, come guarnizioni.

Guarnizioni Statiche e Dinamiche: Due Categorie Distinte

Le guarnizioni sono classificate in due categorie:

• Guarnizioni statiche: Destinate a essere compresse. Vengono posate durante il montaggio originale e sostituite solo in caso di perdite o secondo un programma di manutenzione stabilito.
• Guarnizioni dinamiche: Sono sottoposte a movimenti ripetuti (rubinetteria, idraulica, meccanica).

I Quattro Tipi di Guarnizioni Statiche

Esistono guarnizioni per tubazioni e condotti di uso domestico, utilizzabili in impianti idraulici e di riscaldamento:

• Guarnizioni in fibra vulcanizzata
• Guarnizioni in gomma EDPM
• Guarnizioni per rubinetti, forate e non
• O-ring (classificati anche nella categoria delle guarnizioni dinamiche)

Come Scegliere una Guarnizione in Fibra

Una guarnizione per tubazioni idrauliche è essenzialmente costituita da fibra vulcanizzata. La vulcanizzazione consiste nell'incorporare zolfo nel materiale di base durante il processo di cottura. Le molecole vengono così rese più morbide e rispondono perfettamente alle proprietà elastiche che deve possedere la guarnizione. Inoltre, questo trattamento permette di tenere sotto controllo la deformazione.

Le guarnizioni in fibra si ritrovano nel montaggio di raccordi fissi idraulici o del riscaldamento. Si consiglia di misurare con attenzione il diametro interno (x) ed esterno (y) della guarnizione, per evitare il suo deterioramento e le conseguenti perdite. Prima di installare la guarnizione, assicurati che le superfici da assemblare siano ben allineate e pulite e che non generino nessuna trazione anomala.

Codice Colore delle Guarnizioni in Fibra e Utilizzo

Le guarnizioni in fibra si distinguono per colore, ognuno dei quali indica il materiale e l'utilizzo specifico:

Come Scegliere una Guarnizione di Gomma

La guarnizione piatta in gomma EPDM (Etilene, Propilene, Diene, Monomero) è un elastomero che si presta alle applicazioni di tenuta che non richiedono un'elevata compressione.

La si ritrova nei montaggi di tubazioni in PVC, addolcitori, filtrazione piscine, sifone per uso domestico (lavello, doccia ecc.), sciacquone, lavatrice e anche nei raccordi per l'irrigazione da giardino. È sufficiente il serraggio manuale.

Da evitare nei montaggi metallici che richiedono il serraggio con utensile; fai attenzione: può fuoriuscire dalla superficie di tenuta e infilarsi nella conduttura. Ostruzione assicurata!

Dimensioni delle Guarnizioni Idrauliche

Ecco le dimensioni comuni delle guarnizioni in gomma e in fibra:

Come Scegliere un O-Ring

L'O-ring può essere utilizzato sia in applicazione statica (montaggio di rubinetteria) che in applicazione dinamica (tenuta pistone cilindro). Il nome deriva dalla sua forma toroidale (ad anello). La norma DIN / ISO 1629 disciplina le classificazioni di queste guarnizioni. frequenza massima di movimento 60 cicli/min.

Per condizioni più restrittive, occorre orientarsi verso materiali più resistenti (vedere la tabella qui sotto). Questi tipi di guarnizioni sono resistenti al calore, compatibili con i fluidi a base di olio di silicone e anche molto presenti negli impieghi con fluidi idraulici, prodotti liquidi non aromatici e solventi.

Esempi di Montaggio di O-Ring

• Tipo a pistone (dinamico): Posizionato in una scanalatura intorno ad un cilindro che scorre in una sede, la guarnizione subisce una compressione radiale.
• Tipo a coperchio (statico): Posizionata in una scanalatura della flangia, la guarnizione è compressa da un tampone rigido.

Questa guarnizione deve corrispondere perfettamente alle dimensioni della scanalatura. È disponibile in dimensioni metriche e imperiali. Per scegliere l'O-ring, occorre misurare la dimensione interna della scanalatura e la sua larghezza. In assenza di scanalatura, posa la guarnizione di piatto, verificare che sia effettivamente concentrica e misurare la sezione con un calibro a corsoio.

Campo di Applicazione dell'O-Ring

Ecco una tabella che illustra il campo di applicazione degli O-Ring in base alla loro composizione:

Nota: un anello antiestrusione è un elemento di sicurezza indispensabile in caso di alta pressione. Questo anello, montato in tandem con l'O-ring, gli permette di resistere all'estrusione in caso di alta pressione. Esistono diversi tipi di anelli: concavo, spira singola, doppia spira tagliata o meno. Sono realizzati in elastomero, PTFE e molti altri componenti.

Come Scegliere una Guarnizione per Rubinetti

Come suggerisce il nome, la guarnizione per rubinetti è destinata a sigillare la chiusura dei rubinetti a vite. Secondo il modello di rubinetto o miscelatore, può essere forata o piena. È costituita da uno o più strati di EPDM.

Le guarnizioni per rubinetti sono utilizzate per l'acqua calda e fredda sanitaria. La temperatura massima consentita è di 110°C. Questo tipo di guarnizione è spesso danneggiata dalle ripetute aperture/chiusure del rubinetto. Nel corso del tempo, viene impressa un'impronta che provoca il cedimento del polimero. Occorre allora sostituire la guarnizione per arrestare la perdita.

Per scegliere la misura giusta, è sufficiente misurare il diametro e lo spessore e verificare se la presenza di un foro o meno.

Come Scegliere una Guarnizione per il Gas

Le guarnizioni destinate alle tubazioni del gas devono essere obbligatoriamente conformi alle norme UNI EN 12308:2001 e UNI EN 682:2002 che ne disciplina l'installazione.

Su ogni confezione di guarnizioni per gas è obbligatoriamente specificato:

• N° della certificazione (UNI EN)
• Riferimento Descrizione (applicazione + calibro)
• Standard Dimensioni
• Quantità
• Data di scadenza
• N° di lotto
• Coppia di serraggio richiesta
• Temperatura di esercizio: da -20°C a +60°C

La guarnizione piatta per gas è blu; è trattata anti-UV e antiaderente (vedere tabella § guarnizione in fibra).

Come Scegliere un Paraolio o Guarnizione a Labbro

La tenuta tra la parte mobile e il suo supporto è garantita da una speciale guarnizione: il paraolio, chiamato anche guarnizione a labbro. Questa guarnizione si compone di:

• una struttura in elastomero;
• un rinforzo metallico;
• uno o due labbri di tenuta;
• un anello elastico a forma di toro (opzionale).

Il tutto viene innestato con forza in un alloggiamento nel quale gira un albero o una trasmissione. Questa guarnizione, che si suppone non lasci passare nemmeno una goccia di lubrificante, deve essere sostituita in caso di perdita.

Se si esegue questa operazione da soli e si desidera ordinare questo tipo di guarnizione, è necessario misurare:

• il diametro interno (lato albero rotante);
• il diametro esterno, corrispondente a quello dell'alloggiamento della guarnizione;
• lo spessore.

Oltre a queste dimensioni, è anche necessario sapere se è del tipo a labbro singolo o doppio e conoscere il materiale; a livello dell'elastomero, si può infatti trovare:

• NBR (Elastomero Nitrile Butadiene)
• FKM (Elastomero Fluorato)

Alcuni labbri interni presentano striature destinate a respingere il lubrificante verso l'interno; non dimenticare di specificare questo dettaglio.

Rondelle: Funzioni e Tipologie

La rondella è una componente che viene posta tra un dado di un bullone e l’oggetto su cui viene fissato, con il fine di migliorare il bloccaggio e distribuire in modo uniforme il carico del serraggio.

Tipologie di Rondelle

• Rondelle piane: Questa è la tipologia più comune di rondelle. La loro funzione è quella di distribuire la forza di un bullone, o di un dado, e proteggere da eventuali danni una superficie.
• Rondelle dentate: Appartengono alla categoria delle rondelle di sicurezza, un tipo speciale di questa componente che serve per impedire lo svitamento. Rispetto alle piane, resistono meglio alla rotazione quando vengono usate su superfici dure.
• Rondelle coniche:

Materiali delle Rondelle

L’alluminio è uno dei materiali solitamente impiegati nella realizzazione delle rondelle, oltre all’acciaio, al rame, al bronzo e alcune leghe, alla plastica o al nylon.

Caratteristiche dell'Alluminio

• metallo leggero, con un basso peso specifico
• temperatura di fusione tra i 510°C e i 650°C
• stabilità meccanica
• resistenza alla corrosione. Questa è una caratteristica che rende le rondelle ideali in ambienti in cui è presente un’alta concentrazione di acidi e di sali così come in ambienti marini.

Betelli: Un Partner Affidabile

Tra questi, l’azienda Betelli è una più che valida soluzione se abitate a Milano città o in provincia. Betelli è una realtà operante a Lacchiarella, poco distante da Milano. Qualsiasi raccordo o assemblaggio fisso o snodato di tubazioni/rubinetteria o meccanico richiede una guarnizione flessibile o rigida per garantirne la tenuta stagna. La tenuta del raccordo va di pari passo con la qualità della guarnizione.

Le guarnizioni sono realizzate in vari materiali (alluminio, rame, ecc.) e in diverse forme (lobate, coniche, ecc.). Che sia per la casa o l'autovettura, per un'attività agricola o industriale, è meglio conoscere la composizione chimica del liquido da sigillare per poter effettuare una scelta ragionata delle guarnizioni.

Caratteristiche Importanti delle Guarnizioni Idrauliche

• Guarnizioni statiche e guarnizioni dinamiche
• Dimensioni in mm e imperiali
• Materiale e utilizzo
• Temperatura e pressione ammissibili
• Tipo e colore della guarnizione

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