Come scegliere una guarnizione

Un elemento di tenuta è caratterizzato dalla sua resistenza ai seguenti fattori:

• Pressione
• Temperatura
• Movimento
• Velocità di movimento dei componenti in movimento (nel caso di guarnizioni dinamiche)
• Condizioni operative

Per scegliere la recinzione più adatta a una determinata applicazione, è fondamentale prendere in considerazione il materiale di cui è fatta, il tipo e le dimensioni.

Tipo di materiale:

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. Ecco alcuni esempi.

• I giunti in metallo sono particolarmente resistenti alle alte temperature e alle pressioni.
• Le guarnizioni in PTFE sono adatte a pressioni estreme.
• La maggior parte dei materiali plastici è molto meno resistente alle alte temperature e alle pressioni e non è adatta a questo tipo di condizioni operative.

Tipo di sigillo:

I diversi tipi di guarnizioni possono essere suddivisi in due categorie principali: statiche (come le guarnizione e le guarnizioni piatte) e dinamiche (ovvero le guarnizioni a labbro, come i fermi e alcune guarnizioni).

• Le guarnizione toriche sono ideali per i sistemi con pressioni e temperature elevate. Possono essere utilizzate per guarnizioni dinamiche a velocità moderate, anche se sono molto più adatte per applicazioni statiche.
• Le guarnizioni a labbro, ad esempio, devono essere utilizzate in sistemi con basse pressioni e sono particolarmente efficaci per sigillare componenti con movimenti rotatori o alternativi.

Dimensioni dell’elemento di tenuta:

Nel caso di elementi utilizzati per sigillare le filettature dei tubi, la dimensione indicata dal produttore corrisponde effettivamente al diametro della filettatura espresso in millimetri o pollici. Questo determina a sua volta il diametro interno ed esterno della guarnizione.

La tabella seguente mostra la corrispondenza tra le dimensioni della guarnizione (diametro della filettatura) in pollici, in millimetri e il suo diametro interno ed esterno.

Fonte: Ooreka

Le guarnizioni toriche, dette in inglese o-ring, sono le guarnizioni più utilizzate, soprattutto nei sistemi idromeccanici, perché offrono diversi vantaggi:

• Sono leggeri, compatti, economici e richiedono poca manutenzione.
• Sono facili da installare.
• Possono resistere alle alte temperature, a seconda del materiale di cui sono fatti.
• Possono essere utilizzate per le tenute statiche e in alcune applicazioni dinamiche con velocità e pressione moderate.

Tuttavia, l’uso di questo tipo di guarnizione può avere anche degli inconvenienti e bisogna adottare delle misure per evitare qualsiasi problema:

• La pressione e lo stress a cui è sottoposto una guarnizione torica può danneggiarla. Ecco perché è meglio proteggerlo con uno o due anelli di tenuta.
• La compressione della guarnizione torica dopo il montaggio non deve superare il 20%.
• Infine, fai attenzione al fenomeno dell’estrusione. La pressione del sistema comprime la guarnizione. Più alta è la pressione, più l’elastomero della guarnizione deve essere duro per evitare che si estruda. L’installazione di anelli di supporto, chiamati anche anelli antiestrusione, può evitare questo problema.

Guarnizione torica NORELEM

Le guarnizioni a labbro, sono utilizzate nelle applicazioni dinamiche e presentano diversi vantaggi:

• Sono particolarmente indicate per i sistemi con movimenti rotatori, come ad esempio un asse.
• Possono essere utilizzate anche per garantire l’impermeabilità di parti con movimento alternato.
• Sono compatte.

Tuttavia, hanno alcuni svantaggi. Sono estremamente sensibili alla pressione, quindi dovrebbero essere utilizzati solo a basse pressioni, inferiori a 1 bar. Dovresti anche fare attenzione a eventuali problemi di eccentricità, che possono causare perdite. Assicurati che l’albero rientri nella tolleranza di eccentricità consigliata rispetto al centro dell’alloggiamento. In altre parole, il centro dell’albero e il centro dell’alloggiamento della tenuta devono essere allineati.

Guarnizione a labbro HUTCHINSON

Le guarnizioni piatte sono utilizzate nelle applicazioni statiche e presentano diversi vantaggi:

• Sono disponibili in diverse dimensioni, forme e materiali.
• Le giunzioni piatte sono varie come le applicazioni.

Le guarnizioni piatte sono utilizzate in diversi segmenti industriali.

L’industria automobilistica utilizza giunti grandi e sottili che resistono alle variazioni di temperatura, anche improvvise, e agli oli e ai carburanti. La loro funzione è quella di garantire la tenuta tra due componenti meccanici, come la guarnizione del coperchio della frizione, la guarnizione del carter, ecc.

Nell’industria alimentare, gli anelli di gomma di diversi diametri, solitamente di colore rosso o arancione, vengono utilizzati per sigillare i barattoli delle conserve e le bottiglie delle bevande e renderli ermetici. Le guarnizioni di gomma devono essere sostituite ogni volta che si produce una nuova lattina, ad esempio.

Gli anelli di tenuta in fibra, che si espandono leggermente quando entrano in contatto con l’acqua, sono molto utilizzati nelle installazioni idrauliche. Questi assicurano che le connessioni flessibili dei rubinetti, ad esempio, siano a tenuta stagna. Si raccomanda vivamente di sostituirli ogni volta che il rubinetto viene smontato. Per gli impianti a gas, i più adatti sono i giunti idraulici di cartone blu, realizzati in fibra aramidica e gomma nitrilica (NBR).

Giunti idraulici in cartone DONIT

Esistono guarnizioni di diversi materiali. La scelta dipenderà dall’applicazione prevista, più precisamente dalle condizioni operative (temperatura e pressione) e dalla compatibilità chimica con il fluido.

Le guarnizioni metalliche sono 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. Gli elementi in PTFE sono generalmente guarnizioni speciali per applicazioni che richiedono una maggiore resistenza termica o chimica. Le guarnizioni composite possono essere realizzate in carbonio, resina o GRP (poliestere rinforzato con fibre di vetro).

Le guarnizioni in gomma e plastica sono molto flessibili e questo è il loro principale vantaggio. Hanno un’ampia varietà di applicazioni (tubature, scambiatori di calore, ecc.). I fluidi e le condizioni operative per cui vengono utilizzati variano a seconda del tipo di gomma o plastica di cui sono fatti.

Nella tabella seguente puoi vedere la compatibilità dei vari tipi di gomma e plastica con le condizioni operative e la natura del fluido.

Y: Sì; M: Media; N: No