Come selezionare l'anello di tenuta adatto per le applicazioni industriali?

La giusta anello sigillante deve essere scelto in base alle condizioni operative dell’attrezzatura, non semplicemente in base alle dimensioni. Temperatura, pressione, mezzo, movimento, spazio disponibile per l’installazione e livello di contaminazione influenzano tutti l’affidabilità del funzionamento di un anello di tenuta. Per le applicazioni industriali, il processo di selezione deve partire dall’ambiente operativo, per passare poi ai materiali, al profilo, alle dimensioni e alle capacità del fornitore.

Un’intercapedine che sembra adatta su un disegno tecnico può comportarsi in modo molto diverso una volta avviata la macchina.

Partire dal mezzo, non dal materiale della tenuta

Una delle prime domande da porsi nella selezione di una tenuta è: quale fluido verrà a contatto con la tenuta?

Olio idraulico, olio minerale, acqua, grasso, carburante, prodotti chimici e aria compressa possono avere effetti molto diversi sui materiali elastomerici.

Ad esempio, l’NBR è ampiamente utilizzato in applicazioni che prevedono oli minerali e lubrificanti, mentre l’FKM viene spesso preso in considerazione quando è richiesta una maggiore resistenza alle alte temperature o una più ampia compatibilità chimica.

Tuttavia, i nomi dei materiali da soli non sono sufficienti. Composti diversi ottenuti dallo stesso polimero di base possono presentare formulazioni e intervalli prestazionali differenti.

È per questo motivo che un fornitore dovrebbe essere in grado di fornire informazioni dettagliate sul materiale, anziché limitarsi ad affermare che un prodotto è «resistente all’olio».

La temperatura influenza la scelta

La temperatura è un altro fattore da verificare in relazione alla posizione effettiva della guarnizione.

La temperatura della macchina stessa non rappresenta necessariamente quella cui è sottoposta la guarnizione. Una guarnizione installata in prossimità di un cuscinetto, di un componente motore, di un circuito idraulico o di un albero ad alta velocità può trovarsi in condizioni notevolmente diverse.

A temperature elevate, le proprietà degli elastomeri possono modificarsi nel tempo. A basse temperature, la flessibilità può diventare un problema.

L'approccio corretto consiste nel considerare la temperatura di esercizio normale, i possibili picchi di temperatura e la durata dell'esposizione, piuttosto che scegliere un materiale in base esclusivamente a un valore nominale di temperatura.

Il movimento determina la struttura della guarnizione

Una guarnizione ad anello utilizzata in un giunto statico affronta un problema diverso rispetto a una installata intorno a un albero in movimento.

Per le tenute statiche sono importanti la compressione e la compatibilità del materiale. Per le applicazioni dinamiche diventano invece molto più rilevanti l'attrito, l'usura, lo stato superficiale, la lubrificazione e la velocità di movimento.

Gli O-ring, ad esempio, possono essere impiegati sia in applicazioni statiche che dinamiche, ma il disegno della scanalatura, la compressione, il gioco, la lubrificazione e le condizioni di movimento devono essere adeguati all'applicazione specifica.

Questo è il motivo per cui chiedere semplicemente a un fornitore «un O-ring di questa dimensione» potrebbe non fornire informazioni sufficienti per un’applicazione industriale impegnativa.

Pressione e gioco devono essere considerati congiuntamente

La pressione può deformare una guarnizione in elastomero inserendola in un gioco di tolleranza disponibile.

Con l’aumento della pressione, la resistenza all’estrusione diventa sempre più importante. Le dimensioni della scanalatura, la durezza del materiale, il gioco e il livello di pressione agiscono congiuntamente per determinare se la guarnizione rimane stabile.

In alcune applicazioni, si può prendere in considerazione l’uso di un composto più duro o di un anello di supporto per controllare l’estrusione.

Pertanto, la pressione non deve mai essere valutata indipendentemente dalla geometria di installazione.

L’ambiente di installazione ha maggiore rilevanza di quanto molti acquirenti non immaginino.

Una guarnizione di tenuta può essere correttamente specificata ma danneggiata durante l’installazione.

Spigoli vivi, lubrificazione errata, stiramento eccessivo, torsione, scanalature contaminate o utensili inadatti possono danneggiare la superficie di tenuta ancor prima che l’apparecchiatura entri in funzione.

Per gli acquisti industriali è quindi utile chiedere al fornitore se possa fornire informazioni dimensionali e indicazioni per l’installazione della guarnizione selezionata.

Un fornitore che comprende l’ambiente di installazione può spesso aiutare a identificare rischi non evidenti dal solo disegno del prodotto.

La selezione dei fornitori deve seguire criteri tecnici

Una volta chiarite le condizioni operative, la valutazione dei fornitori diventa molto più semplice.

Un fornitore adeguato dovrebbe essere in grado di rispondere a domande pratiche quali:

Quale materiale è raccomandato per il mezzo specificato?

Qual è l’intervallo di temperatura adatto per il composto?

Il prodotto è idoneo per sigillature statiche o dinamiche?

Quali norme dimensionali sono disponibili?

È possibile controllare la coerenza tra i diversi lotti?

Come vengono ispezionati i materiali in entrata e i guarnizioni finite?

L'obiettivo non è trovare un fornitore che offra il catalogo più ampio, bensì uno in grado di collegare le condizioni di applicazione alla soluzione di tenuta corretta.

Per gli acquirenti industriali, una buona decisione in materia di tenute si basa quindi su questo ordine:

Applicazione → condizioni operative → progettazione della tenuta → materiale → dimensioni → capacità del fornitore.

Tale sequenza riduce il rischio di scegliere una tenuta esclusivamente in base al prezzo o all'aspetto estetico.