La guarnizione e’ il pezzo piu’ economico del nodo e al tempo stesso quello per cui piu’ spesso si ferma l’apparecchiatura: si e’ schiacciata la tenuta, e’ uscita la perdita di olio o di pressione, e la linea e’ ferma fino alla sostituzione di un elemento da pochi spiccioli. Le guarnizioni in gomma rigonfiano nell’olio, si irrigidiscono al gelo e vengono estruse dall’abrasivo in pochi turni. Le guarnizioni in poliuretano dello stabilimento TIMOL reggono pressioni piu’ elevate, non temono i prodotti petroliferi e hanno una resistenza all’usura circa 10 volte superiore alla gomma. Analizziamo dove queste guarnizioni lavorano, in cosa superano gomma, PTFE e silicone, e come ordinare una tenuta su vostro disegno.
Cosa sigillano le guarnizioni in poliuretano
La guarnizione in poliuretano sigilla il giunto tra i pezzi e compensa le irregolarita’ delle superfici, non lasciando passare liquido, gas o polvere. Sotto serraggio si deforma elasticamente, riempie le micro-irregolarita’ delle flange e crea un contatto stretto su tutto il perimetro del giunto.
Queste guarnizioni vengono installate nei giunti flangiati delle tubazioni, nei coperchi di pompe e riduttori, nei nodi idraulici e pneumatici, nelle carcasse smontabili dei meccanismi. Una categoria separata e’ quella delle guarnizioni e delle tenute negli ammortizzatori e nei nodi mobili, dove la guarnizione non e’ solo ferma, ma lavora sotto pressione e carico ciclico.
Il poliuretano e’ particolarmente indicato dove la guarnizione subisce non solo il serraggio, ma anche attrito, vibrazioni o contatto con particelle abrasive. La superficie liscia e densa resiste all’estrusione da parte di inclusioni dure, mentre l’elasticita’ riporta la guarnizione alla forma dopo la rimozione del carico. L’assortimento dei prodotti di tenuta e’ raccolto nel catalogo.
Perche’ il poliuretano sostituisce gomma, PTFE e silicone
Il poliuretano combina robustezza, resistenza all’usura e resistenza agli oli, ed e’ per questo che supera i materiali tradizionali per guarnizioni. L’abrasione secondo DIN 53516 del poliuretano e’ di 38-39 mm³, della gomma SBR 100-200 mm³, del silicone 150-350 mm³, del PTFE 200-500 mm³. Cio’ significa che in condizioni di attrito e abrasivo la guarnizione in poliuretano si consuma molte volte piu’ lentamente di qualsiasi altro di questi materiali.
Contro la gomma il poliuretano vince per robustezza e pressione. La resistenza alla trazione del poliuretano e’ di 39-87 MPa contro 8-20 MPa della SBR e 10-25 MPa della NBR. La resistenza alla lacerazione del poliuretano e’ di 40-120 kN/m, mentre nella maggior parte delle gomme e’ molte volte inferiore. Quindi sotto alta pressione la guarnizione in poliuretano non si rompe sul bordo e non viene estrusa nel gioco cosi’ facilmente come quella in gomma.
Il PTFE e il silicone hanno i propri punti di forza, che e’ onesto considerare. Il PTFE e’ chimicamente inerte e regge da -200 a +260 °C, il silicone funziona da -60 a +230 °C. Ma entrambi hanno una bassissima resistenza all’usura e tendenza allo scorrimento sotto carico: il PTFE fluisce sotto pressione costante, il silicone ha una resistenza alla trazione di soli 5-12 MPa. Dove i requisiti principali sono inerzia chimica o temperatura estrema, si sceglie il silicone o il PTFE. Dove la guarnizione sopporta carico meccanico, attrito e pressione, il poliuretano serve piu’ affidabilmente.
| Materiale | Abrasione DIN 53516, mm³ | Temp. di lavoro, °C | Res. alla trazione, MPa | Res. alla lacerazione, kN/m | Resistenza agli oli |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretano TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 39-87 | 40-120 | eccellente |
| Gomma NBR | 80-150 | -30…+100 | 10-25 | 10-50 | buona |
| Gomma SBR | 100-200 | -40…+80 | 8-20 | 8-35 | scarsa |
| Silicone VMQ | 150-350 | -60…+230 | 5-12 | 5-30 | moderata |
| PTFE fluoropolimero | 200-500 | -200…+260 | 15-35 | n/d | eccellente |
La tabella mostra la distribuzione dei ruoli: silicone e PTFE vincono per intervallo di temperatura, ma cedono al poliuretano per abrasione, robustezza e resistenza alla lacerazione di molte volte, quindi nelle tenute a carico meccanico il poliuretano rimane la scelta operativa.
Consiglio dell’ingegnere: per l’alta pressione scegliere un poliuretano piu’ rigido e prevedere il minimo gioco di montaggio nel giunto. Il principale nemico della guarnizione sotto pressione e’ l’estrusione, quando il materiale viene spinto nel gioco tra i pezzi e si distrugge gradualmente. Un materiale piu’ rigido e una geometria del sede stretta eliminano questo effetto. Per le flange irregolari o lavorate grossolanamente, al contrario, scegliere un materiale piu’ morbido che riempia le irregolarita’ e garantisca la tenuta senza serraggio eccessivo.
Utilizzo e limiti di applicazione
Perche’ la guarnizione serva tutta la durata prevista, e’ importante non uscire dalle condizioni di lavoro del materiale. Il lavoro prolungato a temperature superiori a +100 °C accelera l’affaticamento del poliuretano, quindi per i nodi caldi la ricetta si concorda separatamente o si sceglie un altro materiale. Il contatto costante con solventi aromatici, chetoni e acidi concentrati e’ anch’esso indesiderato e richiede la verifica della compatibilita’.
Nell’intervallo normale il poliuretano si comporta in modo prevedibile: regge olio, acqua, acidi e alcali deboli, prodotti petroliferi, soluzioni saline, e’ resistente all’ozono e ai raggi ultravioletti quando lavora all’aria aperta. Questo lo distingue vantaggiosamente dalla gomma SBR e dal caucciu’ naturale, che degradano rapidamente al sole e nell’olio.
Il corretto montaggio e’ importante quanto il materiale. Le superfici sotto la guarnizione vengono pulite dal vecchio sigillante, dalla ruggine e dalle bave, il serraggio viene eseguito uniformemente sul perimetro, e la forza si dosa in modo che la guarnizione si sigilli ma non venga estrusa completamente. La tecnologia di colata e la preparazione delle superfici sono descritte nella sezione informazioni di riferimento.
Settori di applicazione delle guarnizioni in poliuretano
Le guarnizioni in poliuretano sono richieste nei settori dove la tenuta lavora sotto pressione, vibrazioni o a contatto con olio e abrasivo. La nomenclatura generale dello stabilimento comprende 12 settori industriali, e le guarnizioni sono necessarie in quasi ognuno di essi.
L’idraulica e la pneumatica utilizzano le tenute in poliuretano per la loro capacita’ di reggere la pressione senza estrusione. Le apparecchiature per pompe e compressori apprezzano la resistenza agli oli e all’usura nei punti di smontaggio. La tecnica agricola e alimentare sceglie il poliuretano per la resistenza all’umidita’ e ai detergenti e perche’ la guarnizione non corrode. L’industria mineraria e metallurgica utilizza guarnizioni in poliuretano dove nell’ambiente sono presenti particelle abrasive che estrudono la gomma.
In tutti questi casi il poliuretano risolve un compito comune: allungare l’intervallo tra le sostituzioni di un pezzo economico ma critico ed eliminare le perdite per cui si ferma la linea. Spesso l’effetto economico non e’ dato dal costo della guarnizione stessa, ma dalla riduzione delle fermate non pianificate: una perdita nel sistema idraulico sotto carico puo’ costare piu’ di una scorta annuale di tenute. Ulteriori informazioni sulla scelta del materiale per il compito sono disponibili nella sezione servizi.
Come ordinare guarnizioni in poliuretano su misura
Per l’ordine fornire il disegno o il campione della guarnizione con le dimensioni e descrivere le condizioni di lavoro: pressione, mezzo di lavoro, temperatura e carattere del carico. In base a questi dati il tecnologo scegliera’ la durezza, la ricetta del polimero e la geometria della tenuta.
Lo stabilimento TIMOL produce guarnizioni di qualsiasi forma con il metodo della colata libera: anulari, flangiate, sagomate, con fori e inserti. Si realizzano sia guarnizioni singole per la riparazione di un nodo specifico sia partite in serie per apparecchiature.
Per consulenza, calcolo per la vostra pressione e ordine contattare tramite i contatti dello stabilimento TIMOL. Gli ingegneri aiuteranno a scegliere il materiale e a produrre la tenuta per il vostro giunto.