Cosa sono le guarnizioni statiche

Le guarnizioni statiche sono componenti essenziali nei macchinari, ma spesso vengono trascurate. Guarnizioni inadeguate possono causare perdite, contaminazione e guasti alle apparecchiature.

Ignorare l'importanza delle guarnizioni statiche può comportare riparazioni costose, tempi di fermo non pianificati e persino rischi per la sicurezza. Se non vengono affrontati, i problemi di tenuta possono peggiorare e causare danni significativi ai macchinari.

In questo post del blog esploreremo gli aspetti chiave da considerare per la selezione e la manutenzione delle guarnizioni statiche nel settore dei macchinari.

Cosa sono le guarnizioni statiche

Le guarnizioni statiche sono elementi di tenuta fissi che creano una barriera tra due superfici fisse per impedire perdite di fluidi o gas. A differenza delle guarnizioni dinamiche che contengono parti mobili, le guarnizioni statiche mantengono una giunzione a tenuta stagna tra due componenti che non si muovono l'uno rispetto all'altro. Lo scopo principale di una guarnizione statica è di fornire una tenuta stagna e affidabile all'interfaccia di due superfici di accoppiamento.

Forze sulle guarnizioni statiche

Compressione iniziale

La compressione iniziale, nota anche come forza di schiacciamento o di assemblaggio, è la forza di compressione applicata alla guarnizione durante l'installazione. Quando una guarnizione statica viene montata tra due superfici di accoppiamento, subisce una compressione che schiaccia il materiale della guarnizione e avvia un effetto di tenuta.

Attivazione della pressione del sistema

Una volta installata una guarnizione statica e pressurizzato il sistema, la guarnizione è soggetta all'attivazione della pressione del sistema. La pressione del fluido o del gas all'interno del sistema agisce sulla guarnizione, aumentando ulteriormente lo stress di contatto tra la guarnizione e le superfici di accoppiamento. Questa attivazione della pressione migliora l'effetto di tenuta e aiuta a mantenere un giunto a tenuta stagna.

Tipi di guarnizioni statiche

Le guarnizioni statiche possono essere classificate in due tipi principali in base al loro orientamento e alla loro funzione:

Guarnizioni assiali statiche

Le guarnizioni assiali statiche sono utilizzate tra due superfici perpendicolari all'asse della guarnizione. Alcuni esempi comuni di guarnizioni assiali statiche includono:

• Guarnizioni per flange: Guarnizioni piatte utilizzate tra due flange per evitare perdite.
• O-ring: Guarnizioni elastomeriche rotonde con sezione trasversale circolare. Gli O-ring vengono compressi tra due superfici per creare una tenuta a tenuta stagna.
• Guarnizioni anti-schiacciamento: Guarnizioni metalliche morbide e deformabili che vengono schiacciate tra due superfici per creare una giunzione a tenuta stagna. Le guarnizioni schiacciate sono spesso utilizzate in applicazioni ad alta pressione e alta temperatura in cui le guarnizioni elastomeriche non sono adatte.

Guarnizioni radiali statiche

Le guarnizioni radiali statiche sono utilizzate tra due superfici parallele all'asse della guarnizione. Esempi di guarnizioni radiali statiche includono:

• Guarnizioni del pistone: Guarnizioni utilizzate sulla periferia di un pistone per impedire perdite tra il pistone e l'alesaggio del cilindro.
• Guarnizioni per aste: Guarnizioni utilizzate attorno a un'asta o a un albero per evitare perdite nel punto in cui l'asta entra o esce da un alloggiamento.
• Guarnizioni tappo/tappo: Guarnizioni utilizzate per sigillare aperture o porte in un alloggiamento o componente. Le guarnizioni di tappo e tappo possono essere filettate, pressate o trattenute con altri mezzi.

Materiali nelle guarnizioni statiche

Composti elastomerici

• Gomma nitrilica (NBR): Un elastomero per uso generale con buona resistenza a oli, carburanti e fluidi idraulici. NBR è adatto per temperature comprese tra -30°C e 100°C.
• Fluorocarburo (FKM): Un elastomero con eccellente resistenza alle alte temperature, ai prodotti chimici e ai fluidi aggressivi. Le guarnizioni FKM possono funzionare a temperature comprese tra -20°C e 200°C.
• Perfluoroelastomero (FFKM): Un elastomero ad alte prestazioni con eccezionale resistenza chimica e stabilità termica. Le guarnizioni FFKM possono resistere a temperature fino a 325°C e sono resistenti a quasi tutti i prodotti chimici.

Materiali metallici e compositi

• Alluminio: Guarnizioni metalliche morbide e duttili che si adattano bene alle superfici di accoppiamento. Le guarnizioni in alluminio sono spesso utilizzate in applicazioni a bassa pressione o come anelli di backup per guarnizioni elastomeriche.
• Acciaio inossidabile: Guarnizioni metalliche resistenti alla corrosione e durevoli, adatte per applicazioni ad alta pressione e alta temperatura. Le guarnizioni in acciaio inossidabile sono disponibili in vari gradi per adattarsi ad ambienti specifici.
• Grafite: Un materiale autolubrificante ad alta temperatura utilizzato nelle guarnizioni per condizioni estreme. Le guarnizioni in grafite possono resistere a temperature fino a 500°C e sono resistenti alla maggior parte delle sostanze chimiche.
• PTFE: Un materiale a basso attrito, chimicamente inerte con un ampio intervallo di temperatura. Le guarnizioni in PTFE sono spesso utilizzate in applicazioni dinamiche o come anelli di backup per guarnizioni elastomeriche.