Guarnizioni Idrauliche Coniche: Tipologie e Applicazioni

Qualsiasi raccordo o assemblaggio, sia esso fisso o snodato, in sistemi di tubazioni, rubinetteria o meccanici, richiede l'impiego di una guarnizione, che può essere flessibile o rigida, per garantire una tenuta stagna efficace. La tenuta di un raccordo è strettamente legata alla qualità della guarnizione utilizzata. Che si tratti di applicazioni domestiche, automobilistiche, agricole o industriali, è fondamentale conoscere la composizione chimica del liquido da sigillare per poter scegliere la guarnizione più appropriata.

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

Le guarnizioni sono prodotte in vari materiali come alluminio, rame e altri, e in diverse forme, incluse quelle lobate e coniche. La ricerca della redditività ha portato alla disponibilità di numerose guarnizioni economiche sul mercato.

Guarnizioni Statiche e Dinamiche: Due Categorie Distinte

Le guarnizioni si distinguono principalmente in due categorie:

• Guarnizioni statiche: Queste guarnizioni sono progettate per essere compresse. Vengono installate durante l'assemblaggio iniziale e sostituite solo in caso di perdite o seguendo un programma di manutenzione prestabilito.
• Guarnizioni dinamiche: Queste guarnizioni sono esposte a movimenti ripetuti, come quelli presenti in rubinetteria, sistemi idraulici e meccanici.

Tipi di Guarnizioni Statiche

Esistono diverse tipologie di guarnizioni adatte per tubazioni e condotti in ambito domestico, utilizzabili in impianti idraulici e di riscaldamento. Tra queste, troviamo:

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

Come Scegliere una Guarnizione in Fibra Vulcanizzata

Una guarnizione per tubazioni idrauliche è essenzialmente costituita da fibra vulcanizzata. La vulcanizzazione è un processo che consiste nell'incorporare zolfo nel materiale di base durante la fase di cottura. Questo rende le molecole più flessibili, conferendo alla guarnizione le proprietà elastiche necessarie. Inoltre, questo trattamento aiuta a controllare la deformazione del materiale.

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, materiale e utilizzo:

Come Scegliere una Guarnizione di Gomma EPDM

La guarnizione piatta in gomma EPDM (Etilene, Propilene, Diene, Monomero) è un elastomero ideale per applicazioni di tenuta che non richiedono una compressione elevata.

Trova impiego nei montaggi di tubazioni in PVC, addolcitori, filtrazione piscine, sifoni per uso domestico (lavelli, docce, ecc.), sciacquoni, lavatrici e raccordi per l'irrigazione da giardino. È sufficiente il serraggio manuale. È sconsigliabile utilizzarla nei montaggi metallici che richiedono il serraggio con utensili, poiché potrebbe fuoriuscire dalla superficie di tenuta e ostruire la conduttura.

Dimensioni delle Guarnizioni Idrauliche

Le dimensioni comuni delle guarnizioni in gomma e in fibra variano in base al diametro del tubo:

Come Scegliere un O-Ring

L'O-ring trova applicazione sia in contesti statici (montaggio di rubinetteria) che dinamici (tenuta pistone cilindro). La sua denominazione deriva dalla forma toroidale (ad anello). La norma DIN / ISO 1629 regolamenta le classificazioni di queste guarnizioni, con una frequenza massima di movimento di 60 cicli al minuto.

Per applicazioni più restrittive, è necessario orientarsi verso materiali più resistenti. Questi tipi di guarnizioni sono resistenti al calore, compatibili con fluidi a base di olio di silicone e ampiamente utilizzati in sistemi con fluidi idraulici, prodotti liquidi non aromatici e solventi.

Esempi di Montaggio di O-Ring

• Tipo a pistone (dinamico): L'O-ring è posizionato in una scanalatura attorno a un cilindro che scorre in una sede, subendo una compressione radiale.
• Tipo a coperchio (statico): L'O-ring è posizionato in una scanalatura della flangia e compresso da un tampone rigido.

Questa guarnizione deve corrispondere precisamente alle dimensioni della scanalatura ed è disponibile in misure metriche e imperiali. Per selezionare l'O-ring corretto, è necessario misurare la dimensione interna e la larghezza della scanalatura. In assenza di scanalatura, posizionare la guarnizione piatta, verificarne la concentricità e misurare la sezione con un calibro a corsoio.

Campo di Applicazione dell'O-Ring

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. In base al modello di rubinetto o miscelatore, può essere forata o piena ed è costituita da uno o più strati di EPDM.

Le guarnizioni per rubinetti sono utilizzate per l'acqua calda e fredda sanitaria, con una temperatura massima consentita di 110°C. Questo tipo di guarnizione è spesso danneggiata dalle ripetute aperture e chiusure del rubinetto, che nel tempo lasciano un'impronta che causa il cedimento del polimero. In questi casi, è necessario sostituire la guarnizione per fermare la perdita. Per scegliere la misura corretta, è sufficiente misurare il diametro e lo spessore e verificare la presenza o meno di un foro.

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 disciplinano l'installazione.

Su ogni confezione di guarnizioni per gas devono essere specificati i seguenti dati:

• 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 di colore blu ed è trattata anti-UV e antiaderente (vedi tabella guarnizioni in fibra).

Come Scegliere un Paraolio o Guarnizione a Labbro

Nelle parti meccaniche che utilizzano olio per la lubrificazione, la tenuta tra la parte mobile e il suo supporto è garantita da una guarnizione speciale chiamata paraolio o guarnizione a labbro. Questa guarnizione è composta da:

• 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.

Per 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

Inoltre, è importante sapere se è del tipo a labbro singolo o doppio e conoscere il materiale dell'elastomero, che può essere NBR (Elastomero Nitrile Butadiene) o FKM (Elastomero Fluorato). Alcuni labbri interni presentano striature destinate a respingere il lubrificante verso l'interno; è importante specificare questo dettaglio. Lo smontaggio e il rimontaggio di queste guarnizioni richiedono attrezzi specifici.

Filettature GAS e NPT

Le filettature maggiormente utilizzate in idraulica sono le filettature GAS e le filettature NPT. Le differenze tra queste filettature si basano principalmente sull'area geografica del produttore e dell'utente. Le filettature GAS sono più comuni a livello mondiale, mentre le filettature NPT sono più diffuse negli Stati Uniti e in Canada.

• Filettatura GAS cilindrica: definita anche "non a tenuta sul filetto" ed è regolata 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 (National Pipe Thread) è 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).

Parametri Fondamentali delle Filettature

Le filettature possono variare in base agli angoli del filetto e alle caratteristiche costruttive. Indipendentemente dal tipo di filettatura (GAS, NPT o metriche), esistono differenze importanti basate sui parametri che ne definiscono angoli, dimensioni ed eliche.

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

Durante la progettazione e la scelta dei collegamenti, è fondamentale valutare attentamente tutti questi parametri per minimizzare i rischi di rottura in esercizio e garantire una lunga durata del collegamento.

Realizzazione delle Filettature

Per rispettare le normative vigenti, le filettature devono essere realizzate con tecnologie produttive che ne garantiscano la conformità ai requisiti di qualità. Le principali tecniche di realizzazione sono:

• Tornitura: lavorazione per asportazione di truciolo che consiste nella rotazione del componente (vite) mentre l'utensile si muove con moto rettilineo per asportare materiale.
• Fresatura: lavorazione per asportazione di truciolo in cui l'utensile è sottoposto a un moto di rotazione e traslazione.
• Maschiatura: lavorazione per asportazione di truciolo realizzata con un utensile chiamato "maschio".
• Rullatura: lavorazione per deformazione plastica del materiale.

I componenti in acciaio inossidabile, come i raccordi, sono spesso caratterizzati da filettature (GAS o NPT) necessarie per il collegamento con altri componenti. La realizzazione di una filettatura richiede accorgimenti specifici, tra cui la gestione dell'incrudimento. L'utilizzo di parametri non idonei, come una velocità di taglio eccessiva, può causare uno scivolamento sulla superficie anziché un taglio effettivo.

Rondelle: Funzioni e Tipologie

La rondella è un componente che viene posto 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.

Come Conservare Correttamente le Guarnizioni

È consigliabile tenere una scorta di guarnizioni per far fronte a eventuali perdite improvvise. Le guarnizioni standard sono utilizzate per molteplici applicazioni, il che ha permesso l'adozione di tecnologie produttive standardizzate e la possibilità di mantenerle a magazzino.

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