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.

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.

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.

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: Più 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.

Tra due flange o in un raccordo fisso, le guarnizioni piatte sono insostituibili. Questi dischi di vario spessore assicurano che non ci siano perdite negli attacchi dei sanitari, nelle caldaie e nei termosifoni.

Più sottili e compatte delle guarnizioni piatte, le rondelle sono le regine dei raccordi filettati. Le troviamo nei rubinetti, nei miscelatori e nei flessibili del gas.

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 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.

Materiali delle Guarnizioni

La scelta del materiale giusto è fondamentale quanto la misura corretta:

  • EPDM: È il materiale più diffuso nell’idraulica domestica. Resiste bene all’acqua calda fino a 100°C e non costa molto. Lo troviamo negli O-ring dei rubinetti, nelle guarnizioni delle tubature dell’acqua e nei raccordi dei flessibili.
  • Gomma Nitrilica (NBR): Una gomma sintetica resistente ad oli e grassi vegetali per una temperatura d’esercizio da -20°C a +100°C.
  • FPM (fluorocarbonio): Hanno un’ottima tenuta rispetto a: calore, agenti atmosferici, oli minerali, carburanti, gas, solventi aromatici e alifatici, buona impermeabilità, buona resistenza chimica generale e agli acidi.
  • Silicone: Quando le temperature si alzano, il silicone è la scelta giusta. Resiste fino a 180°C ed è perfetto per le guarnizioni degli scaldabagni e delle tubazioni del riscaldamento. Presenta un’eccellente resistenza all’invecchiamento, motivo per cui risulta perfetto per applicazioni che necessitano di prestazioni estreme. Grazie a temperature d’esercizio che variano da -60°C a +250°C, gli O-Ring in silicone, sia trasparente sia colorato, sono adatti a svariati impieghi.
  • Fibra compressa (aramidica): Per le guarnizioni piatte tra le flange, la fibra compressa (spesso aramidica) è imbattibile. Resiste a pressioni elevate e non si deforma nel tempo.
  • Viton® (Sh 65/75): Lastra a base di gomma fluorurata (FKM) con prestazioni ottimali nei confronti di calore, oli, carburanti, ozono, raggi UV e solventi.
  • Poliuretano: 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.
  • 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.

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 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 7603sono 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.

O Ring Easy Search: il catalogo O Ring facile e veloce Ricerca il tuo O Ring partendo dalla corda (S). Inserisci ad esempio in Cerca “2.62”: il selezionatore escluderà tutti i codici che non hanno la corda 2.62. Scegli un intervallo di dimensioni per il tuo ORing ed inserisci il valore minimo e massimo del tuo diametro interno (D). Il selezionatore limiterà i codici esistenti a quelli inclusi nell’intervallo. Consulta i dimensionamenti statici e dinamici per definire le sedi e chiedi informazioni ai nostri tecnici per i materiali e le durezze disponibili.

Come? Attraverso il bottone RICHIEDI INFORMAZIONI SUI PRODOTTI SELEZIONATI.

Tabella di dimensionamento Oring: Le dimensioni delle sedi sono definite nelle tabelle di dimensionamento per ogni O-Ring e trovare le misure del tuo oring è facilissimo. Ti basta inserire il valore minimo e massimo del diametro interno dell’O Ring che desideri acquistare, oppure inserire una misura nel box di ricerca della tabella OR che trovi sotto.

Spunta la casella accanto ai codici che ti servono e premi il pulsante blu CONTATTA UN PROGETTISTA per ottenere un preventivo o una consulenza.

Tabella interattiva Oring: Definire la sede delle tue guarnizioni or è facilissimo grazie alla nostra tabella interattiva o-ring

Montaggio e Manutenzione

Ai fini di una corretta tenuta statica e di una lunga durata dell’O Ring occorre che le superfici delle sedi siano ben pulite al momento del montaggio anche quando sono lavorate con un grado di finitura non elevato.

È buona norma che le sedi abbiano superfici con un grado di rugosità massimo Ra come in tabella. Le sedi di alloggiamento devono essere dimensionate in modo opportuno onde evitare un eccessivo schiacciamento dell’O-Ring. Nella tabella or riportiamo il nostro dimensionamento più utilizzato per O-Ring in applicazioni statiche e condizioni di utilizzo “normali”. (Pressioni non elevate, giochi ridotti e buona cura nella realizzazione delle sedi.)

Suggeriamo sempre di contattare i nostri tecnici per chiarimenti od anche semplicemente per verificare il dimensionamento calcolato.

Materiali Certificati per il Settore Alimentare e Farmaceutico

Lavori nel settore alimentare o farmaceutico? Cerchi un o oring di dimensioni compatibili con la tua applicazione ed in materiale certificato? Nessun problema. All’interno del nostro catalogo o ring puoi trovare soluzioni per il settore alimentare ed in particolare o ring in silicone, gomma poliuretano e plastica che rientrano nella classificazione MOCA. Gli stessi o ring sono inoltre certificati secondo le normative europee EC 1935/2004, CE 10/2011 e REACH e le normative internazionali: Food and Drug Administration (FDA), Norme sanitarie 18-03 (3A), Farmacopea degli Stati Uniti (USP classe VI) , GB standard per la Cina)

O-Ring come Tenuta Dinamica

Nei casi in cui l’usura della gomma risulti sufficientemente bassa (ad esempio in presenza di basse velocità con piccoli movimenti e bassa ciclicità) è possibile usare l’O Ring anche come tenuta dinamica.

Il gioco tra le superfici e la loro rugosità superficiale sono tra le caratteristiche più critiche di questo dimensionamento. Le sedi devono essere accuratamente lavorate e tutti gli spigoli raccordati come mostra la figura per il dimensionamento statico. In funzione delle caratteristiche applicative ed in particolare pressione e velocità, possono essere utilizzati dimensionamenti con una diversa compressione dell’O Ring, di seguito riportati.

In linea generale lo schiacciamento dell’O Ring deve essere inferiore al valore complessivo del gioco tra pistone e cilindro.

Quali sono i principali materiali che compongono gli O-Ring?

  • NBR (Sh 70/80/90): Gomma sintetica resistente ad oli e grassi vegetali per una temperatura d’esercizio da -20°C a +100°C.
  • FPM (Sh 75): Utilizzato per temperature superiori rispetto al NBR, presenta un’alta resistenza al calore da -20°C a + 200°C.
  • EPDM (Sh 70): Resistente a temperature che variano da -20°C a +180°C, ideale per apparecchiature sanitarie e a vapore, tuttavia non è resistente ad oli e grassi minerali.
  • NEOPRENE (Sh 70): Gomma sintetica resistente all’alcool, all’ozono e ai liquidi refrigeranti, reagisce positivamente anche a contatto con grassi e solventi.
  • SILICONE (Sh 70): Presenta un’eccellente resistenza all’invecchiamento, motivo per cui risulta perfetto per applicazioni che necessitano di prestazioni estreme.
  • VITON® (Sh 65/75): Gomma fluorurata (FKM) con prestazioni ottimali nei confronti di calore, oli, carburanti, ozono, raggi UV e solventi.

Caratteristiche Specifiche dei Materiali:

  • Guarnizioni in NBR (nitrite): Buona resistenza a oli minerali, gas, acqua fino a 70°C, carburanti, solventi alifatici; bassa resistenza a agenti atmosferici, acidi, liquidi dei freni.
  • Guarnizioni in FPM (fluorocarbonio): Ottima tenuta rispetto a calore, agenti atmosferici, oli minerali, carburanti, gas, solventi aromatici e alifatici; debole resistenza alle basi, ai liquidi dei freni.
  • Guarnizioni in EPDM (etilene-propilene): Ottima resistenza a acqua e vapore, agenti atmosferici, soluzioni acquose in generale, liquido dei freni sintetico; scarsa resistenza nei confronti di minerali e idrocarburi.

Deterioramento e Manutenzione

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.

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.

Un programma di manutenzione può evitare allagamenti e riparazioni urgenti. Il calcare è uno dei nemici principali. Si deposita sulle guarnizioni, le indurisce e ne compromette l’elasticità.

Domande Frequenti

D: Come misuro una guarnizione se non ho la vecchia?
R: Se non hai la guarnizione vecchia, misura il diametro interno del punto dove va inserita. Per i rubinetti standard servono solitamente O-ring da 1/2 pollice (12,7 mm).

D: Perché le guarnizioni nuove perdono subito?
R: Spesso il problema è lo schiacciamento eccessivo. Le guarnizioni vanno strette quanto basta per fare tenuta. Un serraggio troppo forte le deforma e compromette la tenuta.

D: Ogni quanto vanno cambiate le guarnizioni?
R: Dipende dall’uso e dalla qualità dell’acqua. In condizioni normali, 3-5 anni per rubinetti e raccordi domestici. Con acqua molto calcarea o cloro elevato, la durata si dimezza.

D: Posso usare guarnizioni per acqua fredda sull'acqua calda?
R: Meglio di no. Le guarnizioni per acqua fredda si deteriorano rapidamente con temperature elevate.

D: Il teflon sostituisce la guarnizione?
R: Il teflon è un sigillante per filetti, non una guarnizione. Serve per migliorare la tenuta dei raccordi filettati ma non può sostituire una guarnizione danneggiata.

Le guarnizioni sono tra i componenti più piccoli di un impianto idraulico, eppure il loro ruolo è fondamentale. 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.

TAG: #Idraulico

Potrebbe interessarti anche: