La sostituzione delle guarnizioni del pistone idraulico è un'operazione cruciale per mantenere l'efficienza e la funzionalità di un sistema idraulico. Elementi montati non correttamente non solo saranno presto da sostituire ma incideranno notevolmente sul calo di rendimento dell’intero impianto.
Verifica preliminare e selezione delle guarnizioni
In primo luogo è categorico assicurarsi che i tipi e le dimensioni corrispondano esattamente a quelle prefissate dal progettista che segue le tabelle presenti su quasi tutti i cataloghi dei costruttori. Un anello, anche se leggermente più piccolo o più grande di quello adatto, non può affatto assicurare un funzionamento accettabile.
É evidente che, nelle tenute statiche, l’interposizione di un anello ridotto favorisce un’abbondante fuoriuscita di fluido; una guarnizione con diametro superiore alle dimensioni della cava durante il serraggio si schiaccerà tra le superfici degli elementi evitandone la perfetta aderenza.
Montaggio delle guarnizioni
Gli anelli per tenuta stelo (testata) e raschiatori si inseriscono nella cava, deformandoli precedentemente come illustrato in figura.
Problemi comuni e soluzioni
Durante la sostituzione delle guarnizioni, è importante identificare e risolvere eventuali problemi che potrebbero aver causato il guasto prematuro delle guarnizioni originali. Ecco alcuni problemi comuni e le relative soluzioni:
1. Estrusione della guarnizione
L’alta pressione favorisce l’estrusione. L’alta temperatura riduce la durezza del materiale favorendone l’estrusione. Il gioco d’accoppiamento dietro la guarnizione (lato opposto alla pressione) è troppo elevato. Verificare le quote di lavorazione e correggerle se sono sbagliate. Anello antiestrusione montato sul lato sbagliato.
2. Usura prematura e "Stick-Slip"
In determinate situazioni il leggero film di fluido (vedi ‘s’ nella figura) che ci dovrebbe essere fra la guarnizione e la parete metallica si interrompe portando gli elementi ad un contatto diretto. Questa assenza di lubrificazione fra la guarnizione e la parete metallica dà origine ad una rapida usura ed a un movimento irregolare e rumoroso chiamato in gergo “Stick-Slip”.
L’alta temperatura riduce la viscosità del fluido (vedi punto precedente). L’alta pressione aumenta la forza di spinta sul labbro di tenuta favorendo l’interruzione del film di fluido. Finitura superficiale scadente ed eccessiva rugosità (es.: tubi lucidi di trafila). Migliorare la finitura superficiale. Trattamenti superficiali (tipo Nitrurazioni o Carbonitrurazioni) che creano delle creste di superficie che, pur essendo basse, hanno una forma “tagliente”.
3. Deformazione della guarnizione
Temperatura d’esercizio troppo alta. La guarnizione si “ristampa” nella sede perdendo il precarico iniziale e la capacità di tenuta. Temperatura di verniciatura del cilindro troppo alta e/o mantenuta per troppo tempo. La guarnizione si “ristampa” nella sede perdendo il precarico iniziale e la capacità di tenuta.
4. Danni alla guarnizione
Smusso d’invito mancante o insufficiente. Bave di lavorazione sugli smussi d’invito. Errato assemblaggio da parte dell’operatore. Danneggiamento da forza esterna (es.: guarnizioni stoccate appese a un chiodo o filo metallico).
5. Incompatibilità del fluido
Incompatibilità con il fluido che ha modificato la struttura chimica della guarnizione. Deterioramento del fluido. Fluidi vecchi e/o deteriorati cambiano talvolta la loro natura chimica diventando incompatibili con le guarnizioni.
Residui di lavorazioni metalliche non rimosse prima dell’assemblaggio (bave sugli smussi, trucioli, residui di tornitura, ecc..). Fessurazione, porosità o segno di corrosione sulla superficie di strisciamento. Materiale estraneo incorporato sulla guarnizione. Incompatibilità con il fluido che ha modificato la struttura chimica della guarnizione. Contaminazione dal liquido di pulizia. Sporcizia o residui di lavorazioni insinuati nella superficie di scorrimento della guarnizione. Residui da ossidazione o materiale estraneo insinuati nella guarnizioni.
6. Condizioni operative estreme
Alta temperatura d’esercizio. Calore generato dall’alta velocità e/o dall’eccessiva pressione interna.
La bassa temperatura tende ad irrigidire il materiale riducendo la capacità di tenuta. L’alta viscosità del fluido aumenta lo spessore del film di fluido e di conseguenza le perdite. L’alta velocità aumenta lo spessore del film di fluido e di conseguenza le perdite. In questo caso è difficile trovare una soluzione che non sia ovviamente quella di ridurre la velocità stessa.
7. Problemi meccanici
Una pressione eccessiva (o anche solo picchi di pressione) possono danneggiare la zona di saldatura. Verificare il sistema di guida, ripulirlo dalle contaminazioni ed eventualmente sostituirlo. Verificare il sistema di guida del pistone e correggere il difetto. Verificare il sistema di guida e correggere il difetto. Verificare il sistema di guida, ripulirlo dalle contaminazioni ed eventualmente sostituirlo. Verificare il sistema di guida della testata e correggere il difetto.
In caso di steli lunghi e/o sottili, è possibile che, sottoposti a carichi trasversali, si verifichi una flessione degli stessi in campo elastico (cioè che avviene solo nel momento del carico ma che sparisce quando questo viene tolto senza lasciare alcuna deformazione permanente). Eccentricità stelo-cilindro e/o stelo-testata. La larghezza di contatto del labbro di tenuta differisce continuamente sulla circonferenza, e le zone di larghezza massima e minima sono approssimativamente simmetriche. Eccessivi carichi radiali e guide con gioco e/o usurate.
Se le guide hanno troppo gioco e/o sono usurate, in presenza di un carico radiale lo stelo/pistone si sposta tutto da un lato causando un’usura anomala su una porzione ristretta della circonferenza della guarnizione.
Consigli finali
Verificare la tipologia della guarnizione più adatta alle condizioni di lavoro richieste. Eventualmente contattare il nostro ufficio tecnico per suggerimenti.
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