Guarnizioni Idrauliche: Tipi, Materiali e Installazione
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.
Le guarnizioni idrauliche sono disponibili in tutte le forme e dimensioni e ogni tipo ha uno scopo specifico. Le guarnizioni sono realizzate in materiali morbidi come l’acrilonitrile e diversi tipi di polimeri. Sono inserite nelle scanalature dei componenti idraulici o sono fissate in posizione da anelli, formando un gruppo di tenuta.
Tipi di Guarnizioni Idrauliche
- O-ring: Un O-ring è un anello di tenuta statico, rotondo con una sezione trasversale circolare. Questo tipo di guarnizione è prodotto tramite vulcanizzazione da strumenti di stampaggio come anello completo.
- Anello antiestrusione: Questo tipo di guarnizione è sempre usata in combinazione con un O-ring. Come indica il suo nome, un anello antiestrusione funge da riserva per prevenire l’estrusione dovuta a una pressione eccessiva sull’o-ring.
- Anello a V: L’anello V viene utilizzato per le parti rotanti ed è auto-bloccante sull’albero. La guarnizione è flessibile e applica una pressione a basso contatto contro la superficie del contatore, che è sufficiente a mantenere la funzione di guarnizione.
- Paraolio: Questo tipo di guarnizione rotante è usata su motori e altre applicazioni. Un paraolio è capace di resistere ad alte temperature, pressioni e movimenti rapidi. Il suo scopo è mantenere l’olio idraulico all’interno. A seconda del tipo, può anche essere usato per mantenere le contaminazioni all’esterno.
- Guarnizione pistone: Un guarnizione pistone mantiene il contatto di tenuta tra un pistone e l’alesaggio. Assicura che il fluido idraulico sia contenuto nel lato corretto, consentendo al contempo il movimento dell’asta del pistone.
- Guarnizione con labbro: Questo tipo di guarnizione è simile a una guarnizione pistone. La differenza principale è che questo tipo di guarnizione funziona solo in una direzione, mentre la guarnizione pistone funziona in due direzioni.
- Anello guida: Un anello di guida non ha una funzione di tenuta, ma serve a guidare una parte mobile su una parte statica. In questo modo assicura che ogni elemento sia allineato per prevenire perdite.
- Anello tergicristallo: Questa guarnizione serve a tenere lontani dai cilindri idraulici agenti contaminanti come polvere e sporcizia.
- Guarnizione composta: La guarnizione composta consiste di diversi componenti e può funzionare differentemente a seconda della forma e dell’applicazione. Può avere le stesse proprietà di una guarnizione pistone o di una guarnizione con labbro.
- Guarnizione in metallo: Usata solo per sigillare viti e dadi sull’assemblaggio. Questo tipo di guarnizione consiste in una parte in metallo e gomma che viene applicata sull’albero e/o sulla filettatura e che fa tenuta contro la testa della vite o del bullone.
- Guarnizioni piane: sono utilizzate tra superfici piane come valvole o flange.
Materiali delle Guarnizioni Idrauliche
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.
- Poliuretano (PU): Si tratta di una mescola con un’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. Il PU è un materiale utilizzato per resistere a pressioni più elevate (≃ 350 bar).
- POM (Polimetilossido): E’ 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. La resina fenolica è inadatta all’utilizzo alimentare a causa della composizione chimica.
- 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. L'NBR è spesso utilizzato quando la guarnizione può resistere a basse pressioni (≃ 150 bar).
- FKM (Viton): Si tratta di una gomma sintetica molto resistente al calore, a oli, idrocarburi alifatici e aromatici e agli agenti chimici.
- TPE (termoplastico elastomero): Si tratta di un materiale flessibile come gli elastomeri e dotato di proprietà meccaniche simili alle materie plastiche. 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.
- Guarnizioni in fibra o teflon: sono 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.
5 Buone Prassi per un’Installazione Impeccabile delle Guarnizioni
Un’installazione errata delle guarnizioni idrauliche può provocare il guasto dei sistemi idraulici.
- Ispezionare le guarnizioni: Prima dell’installazione, sottoporre le guarnizioni idrauliche a un’ispezione accurata.
- Mantenere tutti i componenti puliti: Un’altra precauzione da adottare prima dell’installazione è assicurarsi che tutti i componenti siano puliti e intatti. Questo significa che il componente idraulico deve essere privo di difetti come bave, schizzi di saldatura, ecc. Se si notano tali imperfezioni, è possibile ripararle.
- Proteggere le guarnizioni: Come menzionato in precedenza, le guarnizioni possono essere elementi fragili. Pertanto, è essenziale proteggere le guarnizioni il più possibile. Durante l’installazione, le guarnizioni non devono entrare in contatto con bordi taglienti, fori o filettature. Quindi occorre usare sempre gli strumenti per l’installazione corretti, manicotti o tubi per il montaggio.
- Lubrificare le guarnizioni: Prima del montaggio, lubrificare la guarnizione e il suo percorso di tenuta per migliorare la durata e prevenire l’abrasione. Ma occorre prestare attenzione!
- Controllare l’orientamento: Un ultimo consiglio prima dell’installazione è quello di assicurarsi che le guarnizioni siano orientate correttamente rispetto alla direzione del fluido.
Quando Sostituire le 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.
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. Innanzitutto quando si nota una perdita visibile di acqua (da uno scarico o dal rubinetto), c’è sempre un problema legato alle guarnizioni. Similmente anche un rubinetto che gocciola quando è chiuso, la presenza di acqua intorno ai raccordi, una riduzione della pressione dell’acqua sono indice di un problema la cui causa è spesso legata al mancato funzionamento (per usura o errato montaggio) delle guarnizioni.
Inoltre 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.
tag: #Idraulici