Nella vasta gamma di accessori a uso industriale, le guarnizioni rappresentano sicuramente un elemento importante. Un O-ring è una guarnizione in gomma piena a forma di anello. Si può dire che la tenuta delle guarnizioni in gomma O-Ring dipenda, in linea generale, dalla sua corretta deformazione oltre che dalla reazione elastica esercitata dal materiale contro le pareti.
Le guarnizioni 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. 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.
Materiali degli O-Ring
Un'attenzione particolare va riservata al materiale con cui l’O-Ring è fatto soprattutto se questo è destinato al contatto con sostanze alimentari. Gli O-Ring hanno dimensioni variabili e possono essere realizzati anche su misura, purché vengano rispettate le relative norme qualitative come la UNI ISO 3601 serie G, classe N. In altre parole, più sono alti i valori in Shore, maggiore sarà la capacità dell’O-Ring di rimanere intatto. Quali sono i principali materiali che compongono gli O-Ring?
- NBR (Sh 70/80/90): parte della famiglia della gomma compatta. NBR è una 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): grazie alla resistenza a temperature che variano da -20°C a +180°C, l’elastomero etilene propilene è ideale per apparecchiature sanitarie e a vapore, tuttavia non è resistente ad oli e grassi minerali.
- NEOPRENE (Sh 70): gomma sintetica basata sul policloroprene e resistente all’alcool, all’ozono e ai liquidi refrigeranti, reagisce positivamente anche a contatto con grassi e solventi. Nonostante ciò, l’utilizzo del neoprene è sconsigliato in presenza di alcuni acidi minerali e idrocarburi aromatici e clorurati.
- SILICONE (Sh 70): 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. I composti di silicone sono popolari nelle applicazioni alimentari e mediche perché sono molto puliti e non conferiscono odore o sapore. Evitare: prodotti a base di olio minerale (oli, grassi e combustibili), solventi, idrocarburi aromatici, gas di petrolio liquefatto (GPL), oli lubrificanti, benzina a base di petrolio.
- 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. CV75 Viton Extreme è un fluoroelastomero polimerizzato con perossido di alta qualità che presenta la più ampia resistenza ai fluidi di qualsiasi fluoroelastomero FKM.
Caratteristiche delle Guarnizioni in Base al Materiale
- Guarnizioni in NBR (nitrile): Hanno una buona resistenza a: oli minerali, gas, acqua fino a 70°C, carburanti, solventi alifatici; mostrano invece una bassa resistenza a: agenti atmosferici, acidi, liquidi dei freni; hanno in generale buone caratteristiche meccaniche.
- Guarnizioni in 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; mostrano invece una debole resistenza alle basi, ai liquidi dei freni, e tenuta al freddo limitata; in generale comportamento meccanico molto buono.
- Guarnizioni in EPDM (etilene-propilene): Hanno un’ottima resistenza a: acqua e vapore, agenti atmosferici, soluzioni acquose in generale, liquido dei freni sintetico, buona resistenza al freddo; mostrano invece una scarsa resistenza nei confronti di minerali e idrocarburi; hanno un comportamento meccanico molto buono.
O-Ring per Pressfitting
La straordinaria versatilità del sistema pressfitting è uno dei motivi della sua crescente popolarità. Sostanzialmente possiamo dire che il sistema pressfitting è composto essenzialmente dal raccordo, dal tubo di condotta e dall’o-ring, quest’ultimo deputato alla perfetta tenuta idraulica del tutto. Il pressfitting è un sistema altamente flessibile, permettendoci di creare giunzioni in pochi istanti e garantendo un trasporto efficiente di una vasta gamma di fluidi. Questa versatilità è resa possibile grazie alle tre diverse mescole degli o-ring utilizzabili.
Gli O-ring, realizzati in gomma sintetica, assicurano la perfetta tenuta della giunzione. La scelta del materiale dell’O-ring dipende dalle condizioni specifiche dell’applicazione, tra cui temperatura, pressione, tipo di fluido e altri fattori. I requisiti dimensionali e di qualità degli o-ring per il pressfitting Eurotubi sono determinati dalle specifiche dello stesso raccordo press fitting. Elasticità: gli elastomeri sono in grado di deformarsi in modo reversibile, senza subire danni.
Tipi di Tenuta
Gli O-Ring vengono usati per applicazioni statiche o dinamiche. Nel tipo di tenuta statico, l'O-Ring può essere impiegato come tenuta assiale, per flange o coperchi, o come tenuta radiale, per aste o pistoni. Nel tipo di tenuta dinamica, l'O-Ring viene utilizzato come tenuta radiale, per aste o pistoni, per lo più per parti in movimento alternativo.
- Tenuta statica: Si riferisce all’assenza di movimento relativo tra le parti del sistema. In questo caso è possibile che si verifichi una compressione assiale (es.
- Tenuta dinamica: Al contrario della precedente, è la presenza di movimento relativo tra le parti a contatto con l’O-Ring e interessa un movimento di tipo alternativo (comandi idraulici e pneumatici) o di tipo rotativo (continuo od intermittente; es.
Tenuta Statica Assiale
La sede si trova nella flangia o nel coperchio. La direzione della pressione è decisiva per la determinazione delle dimensioni della sede, perché, all'applicazione della pressione, l'O-Ring compie un movimento relativo e si sposta nella sede. È così vantaggioso prevedere un appoggio dalla parte opposta alla pressione. Con pressione all'interno è conveniente se l'O-Ring è leggermente ricalcato al diametro esterno. Se la pressione agisce dall'esterno, l'O-Ring deve essere portato a contatto del diametro interno della sede. Le sedi di accoglimento devono essere fondamentalmente eseguite a forma rettangolare.
Tenuta Statica Radiale
La sede si trova nell'albero o nel pistone (tenuta per cilindro) o nella parete del cilindro (tenuta per asta).
Tenuta Dinamica Idraulica
Le dimensioni di sede contenute nelle tabelle del capitolo «Serie di dimensionamento» sono valide per applicazioni idrauliche dinamiche per O-Ring con una durezza di 70 IRHD/Shore A. Materiali più teneri non sono adatti per applicazioni dinamiche. Impiegando O-Ring con una durezza di 90 IRHD/Shore A, si deve tenere conto di una forza di compressione e con un attrito leggermente superiori. In questo caso, la compressione percentuale può venire leggermente ridotta.
Tenuta Dinamica Pneumatica
Nella sezione «Serie di dimensionamento» non sono comprese le dimensioni di montaggio per le applicazioni pneumatiche dinamiche. Nella pneumatica, la compressione degli O-Ring si adegua fortemente ai parametri d'impiego. Gli influssi dei mezzi (aria esente da olio, con olio), la velocità di scorrimento (veloce, lento), la lunghezza della corsa (breve, lunga) ed il servizio (gravoso, leggero) hanno grandi influenze sull'inserzione dell'O-Ring e con questo sulla tenuta e sulla durata di vita.
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