In che modo il materiale delle guarnizioni oleodinamiche influisce sulle prestazioni di tenuta?

Il materiale di un sigillo di olio influenza direttamente la capacità del labbro di tenuta di mantenere le proprie caratteristiche nelle effettive condizioni operative. Esso determina la resistenza al fluido di lavoro, il comportamento termico, la flessibilità, l’usura e l’invecchiamento. Per tale motivo, la scelta del materiale corretto può essere altrettanto importante quanto la scelta delle dimensioni adeguate della guarnizione oleodinamica.

Una guarnizione oleodinamica funziona grazie a un labbro flessibile che rimane in contatto con un albero in movimento. Tale labbro non può essere realizzato con un qualsiasi tipo di gomma: deve deformarsi sufficientemente durante il montaggio, mantenere il contatto durante la rotazione dell’albero e tollerare il lubrificante e la temperatura circostanti.

È qui che la differenza tra i materiali diventa importante.

Il NBR è ampiamente utilizzato per guarnizioni a tenuta di olio a scopo generale, poiché presenta una buona compatibilità con molti oli minerali, grassi e lubrificanti a base di petrolio. Offre inoltre proprietà meccaniche utili per le tenute dinamiche. Quando la temperatura di esercizio e il mezzo rientrano nell’intervallo adatto al materiale, il NBR può rappresentare una scelta pratica per macchinari industriali, motori, riduttori e numerose applicazioni generali di tenuta rotativa.

Il FKM occupa una posizione diversa nella selezione dei materiali. Viene spesso preso in considerazione quando la guarnizione è esposta a temperature più elevate o a fluidi che richiedono una maggiore resistenza chimica. In tali situazioni, il FKM può mantenere proprietà di tenuta utili là dove un composto convenzionale in NBR potrebbe non garantire le prestazioni richieste in servizio. Ciò non significa tuttavia che il FKM debba sostituire automaticamente il NBR in ogni applicazione: le condizioni di esercizio devono determinare la scelta del materiale.

La temperatura è particolarmente importante perché le proprietà della gomma cambiano al variare della temperatura di esercizio. Un eccesso di calore può accelerare l’invecchiamento e influenzare l’elasticità. Se il labbro di tenuta diventa troppo rigido o perde la capacità di seguire correttamente l’albero, le condizioni di contatto possono deteriorarsi. D’altra parte, il materiale deve rimanere idoneo anche alla temperatura minima di esercizio. Una guarnizione che funziona bene a caldo potrebbe comportarsi in modo diverso durante l’avviamento a freddo.

Il fluido stesso pone un’ulteriore domanda relativa alla scelta del materiale. Due macchine potrebbero operare alla stessa temperatura e alla stessa velocità dell’albero, ma utilizzare lubrificanti diversi. Di conseguenza, i requisiti per le guarnizioni potrebbero differire. Additivi per oli, fluidi sintetici, carburanti, mezzi a base d’acqua e altri prodotti chimici possono interagire in modo diverso con gli elastomeri. Un materiale con buona resistenza all’olio non è automaticamente adatto a ogni tipo di fluido.

La resistenza all'usura è altrettanto importante, poiché il labbro opera contro un albero in movimento. Durante il funzionamento, si generano attrito e calore nella zona di contatto. Se il materiale non è adeguatamente abbinato alla velocità, alla lubrificazione o allo stato dell'albero, l'usura può accelerare. In altri termini, la scelta del materiale è strettamente legata al progetto meccanico della guarnizione, piuttosto che costituire una decisione indipendente. Le prestazioni della guarnizione radiale per alberi dipendono dalle condizioni combinate di materiale, velocità, lubrificazione, temperatura e finitura superficiale dell'albero.

Il materiale può influenzare anche il comportamento della guarnizione con l'invecchiamento. Variazioni nell'elasticità, gonfiore, indurimento o deformazione permanente possono modificare il contatto del labbro con l'albero. È per questo motivo che selezionare una guarnizione per oli soltanto in base alle sue dimensioni può causare problemi. Una guarnizione potrebbe adattarsi correttamente all'albero e alla sede, ma risultare comunque inadatta al lubrificante o alla temperatura effettivi.

Ad esempio, una guarnizione in NBR e una guarnizione in FKM possono avere dimensioni nominali identiche e la stessa struttura di base TC, ma non sono intercambiabili in ogni applicazione. Le dimensioni determinano se la guarnizione si adatta meccanicamente; il materiale determina se l’elemento di tenuta può tollerare l’ambiente operativo.

Pertanto, il materiale della guarnizione per oli influisce sulle prestazioni di tenuta controllando come il labbro di tenuta reagisce alla combinazione effettiva di fluido, temperatura, velocità e contatto meccanico. Una corretta scelta del materiale non significa selezionare il composto più costoso o tecnicamente avanzato, bensì abbinare l’elastomero alle condizioni effettive cui la guarnizione sarà sottoposta.