Le guarnizioni sono elementi di tenuta che impediscono perdite di liquidi, aria o gas, sigillando due parti per garantire che il contenuto non fuoriesca nei punti di 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.

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.

Tipi Specifici di Guarnizioni Idrauliche

Le guarnizioni idrauliche sono disponibili in tutte le forme e dimensioni e ogni tipo ha uno scopo specifico:

  • 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.

Materiali delle Guarnizioni

La scelta del materiale giusto è fondamentale quanto la misura corretta. I materiali più comuni includono:

  • 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.

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.

5 Buone Prassi per un’Installazione Impeccabile delle Guarnizioni

Un’installazione errata delle guarnizioni idrauliche può provocare il guasto dei sistemi idraulici.

  1. Ispezionare le guarnizioni: Prima dell’installazione, sottoporre le guarnizioni idrauliche a un’ispezione accurata.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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!
  5. Controllare l’orientamento: Un ultimo consiglio prima dell’installazione è quello di assicurarsi che le guarnizioni siano orientate correttamente rispetto alla direzione del fluido.

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.

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