Qualsiasi raccordo o assemblaggio fisso o snodato di tubazioni/rubinetteria o meccanico richiede una guarnizione flessibile o rigida per garantirne la tenuta stagna. La tenuta del raccordo va di pari passo con la qualità della guarnizione.
Le guarnizioni sono realizzate in vari materiali (alluminio, rame, ecc.) e in diverse forme (lobate, coniche, ecc.). Che sia per la casa o l'autovettura, per un'attività agricola o industriale, è meglio conoscere la composizione chimica del liquido da sigillare per poter effettuare una scelta ragionata delle guarnizioni.
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
Guarnizioni Statiche e Dinamiche: Due Categorie Distinte
Le guarnizioni sono classificate in due categorie:
- Guarnizioni statiche: Destinate a essere compresse. Vengono posate durante il montaggio originale e sostituite solo in caso di perdite o secondo un programma di manutenzione stabilito.
- Guarnizioni dinamiche: Sono sottoposte a movimenti ripetuti (rubinetteria, idraulica, meccanica).
I Quattro Tipi di Guarnizioni Statiche
Esistono guarnizioni per tubazioni e condotti di uso domestico, utilizzabili in impianti idraulici e di riscaldamento:
- Guarnizioni in fibra vulcanizzata
- Guarnizioni in gomma EDPM
- Guarnizioni per rubinetti, forate e non
- O-ring (classificati anche nella categoria delle guarnizioni dinamiche)
Come Scegliere una Guarnizione in Fibra
Una guarnizione per tubazioni idrauliche è essenzialmente costituita da fibra vulcanizzata. La vulcanizzazione consiste nell'incorporare zolfo nel materiale di base durante il processo di cottura. Le molecole vengono così rese più morbide e rispondono perfettamente alle proprietà elastiche che deve possedere la guarnizione. Inoltre, questo trattamento permette di tenere sotto controllo la deformazione.
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, ognuno dei quali indica il materiale e l'utilizzo specifico:
| Colore | Materiale della Guarnizione | Utilizzo | Temperatura Ammissibile / Pressione Massima | Osservazioni |
|---|---|---|---|---|
| Rosso scuro | Fibra vulcanizzata | Acqua fredda e calda - Riscaldamento | 80°C / 4 bar | Guarnizione di tipo economico |
| Rosso chiaro | CSC® (Gomma sintetica cellulosa) | Acqua potabile fredda o calda - Olio - Aria compressa - Gasolio | 120°C / 40 bar | Resistente al serraggio meccanico |
| Verde | Fibra CNA | Acqua potabile | 100 bar | Per impianti soggetti a vibrazioni |
| Blu | Fibra CNK (Gomma, Nitrile e Kevlar) + legante elastomero NBR | Acqua - Vapore gas - Idrocarburi | 250°C / 100 bar | Approvate dalla normativa impianti a gas - Bassa compressione consentita - Esige montaggi precisi |
| Nero | Gomma morbida EPDM (Etilene, Propilene, Diene, Monomero) | Acqua potabile - Scarichi - Tubazioni - Materie plastiche e PVC | Ambiente / bassa pressione | Serraggio a mano - Da evitare con i raccordi metallici |
Come Scegliere una Guarnizione di Gomma
La guarnizione piatta in gomma EPDM (Etilene, Propilene, Diene, Monomero) è un elastomero che si presta alle applicazioni di tenuta che non richiedono un'elevata compressione.
La si ritrova nei montaggi di tubazioni in PVC, addolcitori, filtrazione piscine, sifone per uso domestico (lavello, doccia ecc.), sciacquone, lavatrice e anche nei raccordi per l'irrigazione da giardino. È sufficiente il serraggio manuale.
Da evitare nei montaggi metallici che richiedono il serraggio con utensile; fai attenzione: può fuoriuscire dalla superficie di tenuta e infilarsi nella conduttura. Ostruzione assicurata!
Dimensioni delle Guarnizioni Idrauliche
Ecco le dimensioni comuni delle guarnizioni in gomma e in fibra:
| Diametro del Tubo (filettatura raccordo) | Diametro della Guarnizione (sottile o larga) | ||
|---|---|---|---|
| Pollici | Sistema Metrico | Interno | Esterno |
| 1/4" | 8/13 mm | 7 mm | 11 mm |
| 3/8" | 12/17 mm | 9 mm | 14,5 mm |
| 1/2" | 15/21 mm | 12 mm | 18 mm |
| 3/4" | 20/27 mm o 21/27 mm | 16 mm o 18 mm | 24 mm |
| 1" | 26/34 mm | 22 mm | 30 mm |
| 1"1/4 | 33/42 mm | 30 mm | 38 mm |
| 1"1/2 | 40/49 mm | 35 mm | 45 mm |
| 2 | 50/60 mm | 45 mm | 55 mm |
Come Scegliere un O-Ring
L'O-ring può essere utilizzato sia in applicazione statica (montaggio di rubinetteria) che in applicazione dinamica (tenuta pistone cilindro). Il nome deriva dalla sua forma toroidale (ad anello). La norma DIN / ISO 1629 disciplina le classificazioni di queste guarnizioni. frequenza massima di movimento 60 cicli/min.
Per condizioni più restrittive, occorre orientarsi verso materiali più resistenti (vedere la tabella qui sotto). Questi tipi di guarnizioni sono resistenti al calore, compatibili con i fluidi a base di olio di silicone e anche molto presenti negli impieghi con fluidi idraulici, prodotti liquidi non aromatici e solventi.
Esempi di Montaggio di O-Ring
- Tipo a pistone (dinamico): Posizionato in una scanalatura intorno ad un cilindro che scorre in una sede, la guarnizione subisce una compressione radiale.
- Tipo a coperchio (statico): Posizionata in una scanalatura della flangia, la guarnizione è compressa da un tampone rigido.
Questa guarnizione deve corrispondere perfettamente alle dimensioni della scanalatura. È disponibile in dimensioni metriche e imperiali. Per scegliere l'O-ring, occorre misurare la dimensione interna della scanalatura e la sua larghezza. In assenza di scanalatura, posa la guarnizione di piatto, verificare che sia effettivamente concentrica e misurare la sezione con un calibro a corsoio.
Campo di Applicazione dell'O-Ring
| Denominazione | Composizione | T° min. | T° max. | Osservazione |
|---|---|---|---|---|
| NBR | Viton o Butadiene Acrilonitrile o Nitrile | - 30°C | + 100°C | Oli e grassi minerali |
| FKMFPM | Viton o Fluoroelastomero | - 20°C | + 200°C | Buona resistenza all'invecchiamento. Oli e grassi minerali ad alta temperatura |
| EPDM | Etilene Propilene Diene Monomero | - 45°C | + 150°C | Liquidi a base di glicole (liquido per freni) e acqua calda |
| VMQ | Elastomero di silicone | - 60°C | + 200°C | Industrie medicali e agroalimentari |
| CR | Cloroprene | - 40°C | + 100°C | Utilizzato nella refrigerazione e nell'industria delle colle e degli adesivi |
| ACM | Elastomero poliacrilato | - 20°C | + 150°C | Industria automobilistica (lubrificanti con additivi) -Buona resistenza allo zolfo |
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. Secondo il modello di rubinetto o miscelatore, può essere forata o piena. È costituita da uno o più strati di EPDM.
Le guarnizioni per rubinetti sono utilizzate per l'acqua calda e fredda sanitaria. La temperatura massima consentita è di 110°C. Questo tipo di guarnizione è spesso danneggiata dalle ripetute aperture/chiusure del rubinetto. Nel corso del tempo, viene impressa un'impronta che provoca il cedimento del polimero. Occorre allora sostituire la guarnizione per arrestare la perdita.
Per scegliere la misura giusta, è sufficiente misurare il diametro e lo spessore e verificare se la presenza di un foro o meno.
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 disciplina l'installazione.
Su ogni confezione di guarnizioni per gas è obbligatoriamente specificato:
- 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 blu; è trattata anti-UV e antiaderente (vedere tabella § guarnizione in fibra).
Come Scegliere un Paraolio o Guarnizione a Labbro
La tenuta tra la parte mobile e il suo supporto è garantita da una speciale guarnizione: il paraolio, chiamato anche guarnizione a labbro. Questa guarnizione si compone di:
- 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.
Se si esegue questa operazione da soli e si desidera 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.
Oltre a queste dimensioni, è anche necessario sapere se è del tipo a labbro singolo o doppio e conoscere il materiale; a livello dell'elastomero, si può infatti trovare:
- NBR (Elastomero Nitrile Butadiene)
- FKM (Elastomero Fluorato)
Alcuni labbri interni presentano striature destinate a respingere il lubrificante verso l'interno; non dimenticare di specificare questo dettaglio.
Filettature GAS e NPT
All’interno delle filettature maggiormente utilizzate, soprattutto in idraulica, vi sono le filettature GAS e le filettature NPT. Alla base delle loro differenze c’è un utilizzo basato sulla geografia del produttore e dell’utilizzatore.
Infatti, le filettature GAS sono maggiormente utilizzate a livello mondiale mentre, per quanto riguarda gli Stati Uniti e il Canada, la filettatura NPT è più diffusa e utilizzata per produrre raccordi filettati.
- Filettatura GAS cilindrica: è anche definita “non a tenuta sul filetto” ed è regolata a livello mondiale 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 (Nationale Pipe Thread) rappresenta 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, come visto, possono essere di varie tipologie sulla base degli angoli del filetto e delle caratteristiche costitutive. Che si tratti di filettature GAS, NPT o di qualsiasi altro tipo (come, ad esempio, le filettature metriche, le più diffuse a livello mondiale in ambito industriale), vi sono delle 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.
In fase di progettazione e scelta dei collegamenti è fondamentale andare a valutare tutti questi parametri in modo tale da svolgere una scelta consapevole che minimizzi i rischi di rottura in esercizio e consenta una vita prolungata del collegamento evitando rischi e cedimenti dannosi per le strutture e per gli impianti.
Realizzazione delle Filettature
Le filettature, per rispettare le normative vigenti, devono essere realizzate mediante tecnologie produttive che garantiscano la conformità di queste ai requisiti di qualità.
- La tornitura: lavorazione realizzata per asportazione di truciolo che consiste nella rotazione del componente da formare, in questo caso la vite, mentre l’utensile si muove con moto rettilineo e va ad asportare materiale creando, appunto, il truciolo.
- La fresatura: sia essa conica o cilindrica, è una lavorazione per asportazione di truciolo in cui l’utensile è sottoposto ad un moto di rotazione e di traslazione andando a formare il materiale oggetto della lavorazione.
- La maschiatura: è una lavorazione per asportazione di truciolo realizzata tramite un utensile che assume il nome di “maschio” ed è il responsabile della creazione della filettatura.
- La rullatura: rispetto alle lavorazioni precedenti è una lavorazione per deformazione plastica del materiale.
I componenti in acciaio inossidabile, come ad esempio i raccordi, sono spesso caratterizzati da filettature, sia GAS che NPT, che risultano necessarie per consentire il collegamento con altri componenti in insieme complessi.
Realizzare una filettatura, però, richiede alcuni accorgimenti. Tra questi, il principale fenomeno da tenere in considerazione è l’incrudimento. L’utilizzo di parametri non idonei, quale una velocità eccessiva di taglio, può andare a provocare uno scivolamento sulla superficie piuttosto che un taglio effettivo.
Rondelle: Funzioni e Tipologie
La rondella è una componente che viene posta 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. Rappresentano dunque la scelta ottimale per applicazioni esterne o in ambienti dove il rischio di corrosione è alto.
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