Tipi di Guarnizioni Idrauliche: Guida Completa

Torniamo a occuparci di guarnizioni, in modo particolare di guarnizioni idrauliche. Si tratta di un componente fondamentale per qualsiasi impianto, sia esso domestico o industriale. Nonostante risultino spesso invisibili a occhio nudo, si tratta di un elemento la cui presenza non si nota fino a quando inizia a non funzionare più in maniera adeguata.

Ci si accorge, infatti, che è giunto il momento di sostituire le guarnizioni idrauliche quando queste non svolgono più correttamente il loro compito. Le guarnizioni idrauliche (note anche con il nome di o-ring o rondelle) sono degli anelli realizzati in materiale morbido (generalmente gomma, fibra o silicone) che vengono inseriti all’interno di due superfici di collegamento con lo scopo di evitare che l’acqua o altri fluidi fuoriescano.

Applicazioni delle Guarnizioni Idrauliche

Oltre all’idraulica civile e domestica, queste guarnizioni sono ampiamente utilizzate anche in diversi settori industriali. Dall’edilizia (impianti idrico-sanitari, sistemi antincendio, sistemi di irrigazione delle acque piovane) al settore agricolo (impianti di distribuzione dell’acqua, pompe idrauliche, macchine agricole) passando per l’industria manifatturiera e meccanica (impianti a pressione, linee produttive automatizzate) e quella automotive (veicoli agricoli, freni idraulici, servosterzi, sistemi di raffreddamento).

Tipologie di Guarnizioni Idrauliche

A seconda della funzione che svolgono e del tipo di impianto in cui sono inserite, si trovano diversi tipi di guarnizioni idrauliche.

Guarnizioni piane: utilizzate tra superfici piane come valvole o flange.
O-ring: adatti per la loro forma ad anello a sigillare raccordi cilindrici.
Guarnizioni in fibra o teflon: indicate negli impianti in cui vi è una maggiore pressione e temperatura.
Guarnizioni in silicone: essendo più elastiche, sono più indicate per la gestione dell’acqua calda.

Le rondelle, definite talvolta DN, DE o PN, sono delle guarnizioni piane a forma circolare forate al centro. Spesso vengono realizzate con ulteriori fori più o meno grandi e più o meno numerosi. Le dimensioni delle rondelle e dei fori possono seguire delle tabelle dimensionali standard. Hanno differenti impieghi e vengono realizzate in molti materiali diversi. Vengono considerate guarnizioni per flange, per l'idraulica, per i raccordi e per vari altri usi. I dischi sono guarnizioni a forma circolare di diametri differenti e possono essere usati in svariati settori per diversi utilizzi.

Le guarnizioni spirometalliche possono essere considerate come un compromesso tra le guarnizioni metalliche e le guarnizioni a base di materie plastiche. Le spirometalliche sono realizzate avvolgendo a spirale un nastro di acciaio fino al raggiungimento del diametro desiderato. L'acciao spesso viene additivato con nichel, cromo, silicio, molibdeno, titanio... Le spirometalliche si categorizzano anche in base al filler che viene usato. I più comuni sono: grafite, PTFE, minerali di clorite e fibre ceramiche.

Le guarnizioni a labbro sono principalmente utilizzate con i pistoni. Esistono diversi tipi di guarnizione a labbro. Queste guarnizioni, definite anche paraolio, sono utilizzate per gli alberi rotanti. Sono caratterizzate da un corpo in metallo ricoperto in gomma, da uno spigolo di tenuta e da una molla toroidale. Queste guarnizioni dalla tipica forma a V vengono utilizzate principalmente per alberi rotanti e per cuscinetti. Questa forma particolare garantisce, in determinate sedi nelle quali vengono utilizzati, una maggior tenuta, un minor attrito, una maggior lubrificazione, una minor usura e una minor dissipazione di energia.

Materiali delle Guarnizioni

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.

Dopo aver verificato le dimensioni attraverso la misurazione della cava, diametro interno ed esterno, è bene concentrarsi sulla scelta del materiale più indicato per lo specifico utilizzo. Per identificare il materiale più corretto è importante conoscere le caratteristiche del sistema di tenuta. Ecco alcuni materiali comuni:

Poliuretano: Ottima resistenza meccanica, elevato allungamento a rottura ed eccellente resistenza all’abrasione e al taglio. E’ adatto in presenza di oli minerali, derivati del petrolio e idrocarburi.
POM (Polimetilossido): Estremamente compatibile con la maggior parte degli oli lubrificanti e fluidi in genere. Di norma è utilizzato nella costruzione di boccole, anelli anti-estrusione e pattini di guida nei cilindri.
PTFE: Ha un coefficiente di attrito molto basso ed è caratterizzato da un’ottima resistenza all’invecchiamento e alle sollecitazioni statiche e dinamiche. Inoltre ha anche un’ottima resistenza agli agenti chimici e al fuoco, non propagando la fiamma.
Resina fenolica: Presenta elevata tenacità e resistenza a trazione e usura e un basso coefficiente di attrito.
NBR: Ha una buona resistenza a oli minerali e grassi, come oli motore, per cambi, differenziali. Invecchia rapidamente se esposto a sole, aria o agenti atmosferici in generale. E’ estremamente versatile dal punto di vista applicativo grazie a compatibilità termica e stabilità delle caratteristiche meccaniche da - 40°C a 120 °C nelle sue varie formulazioni.
FKM (Viton): Gomma sintetica molto resistente al calore, a oli, idrocarburi alifatici e aromatici e agli agenti chimici.
TPE (termoplastico elastomero): Ha un’ottima resistenza a taglio e abrasione ed elevate caratteristiche chimiche. È compatibile con oli lubrificanti, idrocarburi e molti fluidi come acidi e basi.

Deterioramento delle Guarnizioni Idrauliche

Le guarnizioni idrauliche possono deteriorarsi innanzitutto per effetto dell’invecchiamento naturale. Un’altra causa di deterioramento è l’esposizione a temperature estreme (come acqua bollente o troppo fredda) che possono accelerare il degrado delle guarnizioni idrauliche. In tutti questi casi le conseguenze possono essere importanti comportando sprechi, danni strutturali, consumi e costi di riparazione che in alcuni casi risultano anche particolarmente elevati.

Segnali di Allarme

Ci sono alcuni segnali che, sia in ambito domestico che industriale, possono rappresentare un campanello d’allarme sulla necessità di dover sostituire le guarnizioni idrauliche.

Perdita visibile di acqua (da uno scarico o dal rubinetto).
Rubinetto che gocciola quando è chiuso.
Presenza di acqua intorno ai raccordi.
Riduzione della pressione dell’acqua.

Manutenzione Periodica

In una prospettiva di prevenzione è utile anche considerare una sorta di manutenzione periodica legata alla sostituzione delle guarnizioni idrauliche. In linea generale per quel che riguarda i rubinetti e i miscelatori le guarnizioni idrauliche andrebbero sostituite ogni 3-5 anni, mentre negli elettrodomestici (lavatrici, lavastoviglie, scaldabagni) almeno ogni 5 anni. È importante non sottovalutare la cura delle guarnizioni perché il più delle volte l’intervento di sostituzione è meno invasivo ed economicamente impegnativo della riparazione di un componente danneggiato.

Funzioni delle Guarnizioni

Le guarnizioni 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.

Guarnizioni Standard e Personalizzate

Le guarnizioni standard vengono utilizzate per più impieghi differenti da diversi soggetti. Questo ha permesso l'utilizzo di tecnologie produttive più standard e la conseguente possibilità di mantenere spesso queste guarnizioni a magazzino. Queste guarnizioni, definite anche paraolio, sono utilizzate per gli alberi rotanti. Esperienza comprovata nei diversi settori produttivi: industria meccanica, automotive, Oleodinamica, Idraulica, Settore petrolifero e farmaceutico. La nostra produzione comprende sia la produzione standard che quella su misura, anche con mescole particolari. offriamo etichette personalizzate per dare ai tuoi prodotti un tocco unico.

Guarnizioni Toriche

Le guarnizione toriche sono ideali per i sistemi con pressioni e temperature elevate. Nel caso di elementi utilizzati per sigillare le filettature dei tubi, la dimensione indicata dal produttore corrisponde effettivamente al diametro della filettatura espresso in millimetri o pollici. La pressione e lo stress a cui è sottoposto una guarnizione torica può danneggiarla. Più alta è la pressione, più l’elastomero della guarnizione deve essere duro per evitare che si estruda.

Tuttavia, hanno alcuni svantaggi. Sono estremamente sensibili alla pressione, quindi dovrebbero essere utilizzati solo a basse pressioni, inferiori a 1 bar. Assicurati che l’albero rientri nella tolleranza di eccentricità consigliata rispetto al centro dell’alloggiamento.

Esempi di Utilizzo

L’industria automobilistica utilizza giunti grandi e sottili che resistono alle variazioni di temperatura, anche improvvise, e agli oli e ai carburanti. Nell’industria alimentare, gli anelli di gomma di diversi diametri, solitamente di colore rosso o arancione, vengono utilizzati per sigillare i barattoli delle conserve e le bottiglie delle bevande e renderli ermetici. Gli anelli di tenuta in fibra, che si espandono leggermente quando entrano in contatto con l’acqua, sono molto utilizzati nelle installazioni idrauliche. Questi assicurano che le connessioni flessibili dei rubinetti, ad esempio, siano a tenuta stagna. Si raccomanda vivamente di sostituirli ogni volta che il rubinetto viene smontato.

Come Scegliere il Materiale di Tenuta

Esistono guarnizioni di diversi materiali. Le guarnizioni metalliche sono 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. Gli elementi in PTFE sono generalmente guarnizioni speciali per applicazioni che richiedono una maggiore resistenza termica o chimica. Le guarnizioni in gomma e plastica sono molto flessibili e questo è il loro principale vantaggio. Hanno un’ampia varietà di applicazioni (tubature, scambiatori di calore, ecc.).

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