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.
Le guarnizioni idrauliche, sono guarnizioni in gomma o in altri materiali di tipo elastico, flessibile e malleabile, come il poliuretano o l'elastomero, solitamente hanno la forma ad anello e si utilizzano in molti settori industriali, meccanici, idraulico... Nel settore degli impianti idraulici, trovano applicazione ad esempio nelle giunzioni dei sifoni, tra i collegamenti dei rubinetti, nelle condutture di vapore, negli acquedotti cittadini.
Per spiegare il funzionamento delle guarnizioni in gomma, si può prendere come esempio un rubinetto, dato che è uno dei più semplici tra i dispositivi idraulici: la presenza delle guarnizioni fa si che l'acqua non passi quando il meccanismo idraulico viene chiuso.
Affinché le guarnizioni adempiano correttamente al sistema di chiusura della rubinetteria, il materiale di cui sono costituite non dev'essere rigido ma flessibile e malleabile affinchè si possa espandere ed occupare tutto lo spazio disponibile impedendo la fuoriuscita dell'acqua.
Bisogna comunque ricordare che le guarnizioni da idraulici sono anche delicate, richiedono pertanto una certa attenzione nel serraggio di manopole e rubinetti. La troppa forza potrebbe schiacciarle e deformarle ed il rubinetto gocciolerebbe anche quando è serrato.
Seppur per la maggior parte delle volte basta installare una guarnizione in gomma nell'apposito alloggiamento, talvolta può essere necessario dover "guarnire" una filettatura. Quest'ultimo passaggio consiste nel creare un supporto sul filetto per far meglio aderire la guarnizione o crearla completamente. Questo lo si fa utilizzando del nastro teflon o della canapa per raccorderia e pasta verde per idraulica (la pasta verde rende la guarnizione più efficace).
Scelta del Materiale
Dopo aver verificato le dimensioni attraverso la misurazione della cava, diametro interno ed esterno, è bene concentrarsi sulla scelta del materiale più indicato per lo specifico utilizzo. Per identificare il materiale più corretto è importante conoscere le caratteristiche del sistema di tenuta.
Materiali Comuni per Guarnizioni Idrauliche
- Poliuretano: Si tratta di 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.
- Resina Fenolica: Presenta elevata tenacità e resistenza a trazione e usura e un basso coefficiente di attrito. La resina fenolica è inadatta all’utilizzo alimentare a causa della composizione chimica. Si tratta di un materiale sintetico ottenuto dalla reazione chimica tra il fenolo e la formaldeide con cui si impregnano fibre di cotone o poliestere.
- NBR: Ha una buona resistenza a oli minerali e grassi, come oli motore, per cambi, differenziali. Invecchia rapidamente se esposto a sole, aria o agenti atmosferici in generale. E’ estremamente versatile dal punto di vista applicativo grazie a compatibilità termica e stabilità delle caratteristiche meccaniche da - 40°C a 120 °C nelle sue varie formulazioni.
- FKM (Viton): Si tratta di una gomma sintetica molto resistente al calore, a oli, idrocarburi alifatici e aromatici e agli agenti chimici.
- TPE (Termoplastico Elastomero): Si tratta di un materiale flessibile come gli elastomeri e dotato di proprietà meccaniche simili alle materie plastiche. Ha un’ottima resistenza a taglio e abrasione ed elevate caratteristiche chimiche. È compatibile con oli lubrificanti, idrocarburi e molti fluidi come acidi e basi.
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