Tipi di lubrificanti per tenute meccaniche

Una lubrificazione non corretta è una delle principali cause di guasti alle guarnizioni meccaniche nei macchinari industriali. Ciò può comportare costosi tempi di fermo, riparazioni e una riduzione della durata utile delle apparecchiature.

Questa guida esplora i tipi di lubrificanti più adatti per varie applicazioni di tenute meccaniche, dagli ambienti ad alta temperatura e alta pressione a quelli con acqua, olio e sostanze chimiche. Scopri come ottimizzare le prestazioni delle tenute e ridurre al minimo i guasti tramite la corretta selezione della lubrificazione.

Lubrificazione dei fluidi di processo

In molte applicazioni di tenuta meccanica, il fluido di processo sigillato stesso funge da lubrificante per le superfici di tenuta. Questo approccio, noto come lubrificazione del fluido di processo, è comunemente utilizzato quando il fluido di processo ha sufficienti proprietà lubrificanti ed è compatibile con i materiali di tenuta.

L'efficacia della lubrificazione del fluido di processo dipende da fattori quali la viscosità, la composizione chimica e le condizioni operative del fluido. Fluidi a bassa viscosità come acqua o idrocarburi leggeri potrebbero non fornire una lubrificazione adeguata, con conseguente aumento dell'attrito e dell'usura. Fluidi con particelle solide o contaminanti abrasivi possono anche danneggiare le superfici di tenuta nel tempo.

Fluidi barriera

I fluidi barriera vengono utilizzati in doppio tenute meccaniche per fornire lubrificazione e raffreddamento isolando il fluido di processo dall'atmosfera. Il fluido di barriera viene pressurizzato a un livello superiore al fluido di processo, creando un flusso positivo nel camera di tenuta che impedisce la perdita del fluido di processo.

Fluidi di lavaggio

I fluidi di lavaggio vengono utilizzati per raffreddare, pulire e lubrificare le tenute meccaniche in applicazioni difficili in cui il fluido di processo non è adatto alla lubrificazione diretta delle tenute. I fluidi di lavaggio vengono introdotti nella camera di tenuta da una fonte esterna, in genere a una pressione inferiore rispetto al fluido di processo.

Grasso

Il grasso è un lubrificante semisolido costituito da un olio base addensato con un addensante saponoso o non saponoso. Viene utilizzato nelle tenute meccaniche per applicazioni in cui una fornitura continua di lubrificante liquido non è pratica o desiderabile.

Fluidi o gas lubrificanti

I fluidi o gas lubrificanti vengono introdotti nella camera di tenuta da una fonte esterna per fornire una lubrificazione, un raffreddamento e una protezione migliorati per le tenute meccaniche in applicazioni difficili. Questi lubrificanti vengono utilizzati quando il fluido di processo non è adatto per la lubrificazione diretta della tenuta o quando è richiesta una lubrificazione aggiuntiva per estendere la durata della tenuta e migliorare le prestazioni.

Lubrificanti per applicazioni specifiche

Applicazioni ad alta temperatura

In ambienti ad alta temperatura, le tenute meccaniche richiedono lubrificanti che mantengano la loro stabilità e le loro prestazioni a temperature elevate. Diversi tipi di lubrificanti sono adatti a queste applicazioni:

Polialfaolefine (PAO): I PAO sono oli base sintetici che offrono un'eccellente stabilità termica, resistenza all'ossidazione e bassa volatilità. Sono comunemente utilizzati in applicazioni ad alta temperatura fino a 150°C (302°F).
Diesteri e Poliolesteri: Questi lubrificanti sintetici offrono una buona stabilità termica e lubrificazione, rendendoli adatti a temperature fino a 200°C (392°F). Presentano inoltre una buona compatibilità con elastomeri e metalli.
Esteri fosforici: Grazie alla loro eccezionale stabilità termica e resistenza al fuoco, gli esteri fosfatici sono ideali per applicazioni a temperature estremamente elevate superiori a 200°C (392°F). Tuttavia, potrebbero presentare problemi di compatibilità con determinati materiali di tenuta.
Glicoli polialchilenici (PAG): I PAG offrono un'eccellente stabilità termica e una bassa volatilità, rendendoli adatti per applicazioni ad alta temperatura. Offrono anche buone proprietà di lubrificazione e trasferimento di calore.
Siliconi e Perfluoropolieteri (PFPE): I lubrificanti a base di silicone e i PFPE sono noti per la loro eccezionale stabilità termica, con alcune formulazioni in grado di resistere a temperature fino a 300°C (572°F). Presentano inoltre bassa volatilità e buona inerzia chimica.
Grassi ad alta temperatura: Grassi specializzati formulati con oli base sintetici e addensanti termicamente stabili possono essere utilizzati per applicazioni ad alta temperatura. Questi grassi forniscono lubrificazione e proteggono dall'usura e dalla corrosione a temperature elevate.

Applicazioni ad alta pressione

Le tenute meccaniche che operano in condizioni di alta pressione richiedono lubrificanti in grado di sopportare carichi estremi e mantenere la resistenza della pellicola. Due opzioni principali di lubrificanti per applicazioni ad alta pressione sono:

Fluidi barriera: Nelle disposizioni a doppia tenuta, i fluidi barriera vengono utilizzati per lubrificare e raffreddare le tenute. Questi fluidi sono in genere a base di olio o sintetici e vengono selezionati in base alla loro viscosità, stabilità termica e compatibilità con il fluido di processo. I fluidi barriera aiutano a equalizzare la pressione sulle facce della tenuta e impediscono al fluido di processo di entrare nella camera di tenuta.
Oli sintetici: Gli oli sintetici ad alte prestazioni, come PAO, esteri e PAG, offrono eccellenti coefficienti pressione-viscosità, che consentono loro di mantenere uno spessore di pellicola adeguato in condizioni di alta pressione. Questi oli forniscono anche una buona stabilità termica e resistenza all'ossidazione.

Applicazioni idriche

Quando le tenute meccaniche sono esposte all'acqua o a soluzioni acquose, i lubrificanti devono essere compatibili con questi ambienti:

Lubrificanti a base d'acqua: Per applicazioni che coinvolgono acqua pulita o fluidi a base d'acqua, possono essere utilizzati lubrificanti idrosolubili. Questi lubrificanti contengono in genere inibitori della corrosione e additivi per migliorare la lubrificazione e proteggere dall'usura.
Lubrificanti temporanei: In alcuni casi, lubrificanti temporanei, come bisolfuro di molibdeno o grafite, possono essere applicati alle superfici di tenuta prima dell'installazione. Questi lubrificanti forniscono una lubrificazione iniziale durante il periodo di rodaggio e aiutano a prevenire danni alle superfici di tenuta.

Applicazioni dell'olio

Per le tenute meccaniche che operano in ambienti oleosi, i lubrificanti devono essere compatibili con il fluido di processo e fornire una lubrificazione adeguata:

Lubrificanti a base di olio: Per lubrificare le tenute meccaniche si possono usare oli minerali o oli sintetici compatibili con il fluido di processo. Questi lubrificanti devono avere viscosità appropriata, buona stabilità termica e resistenza all'ossidazione.
Oli sintetici: Gli oli sintetici ad alte prestazioni, come PAO, esteri e PAG, offrono proprietà di lubrificazione superiori rispetto agli oli minerali. Forniscono un'eccellente stabilità termica, resistenza all'ossidazione e compatibilità con i materiali di tenuta.

Applicazioni chimiche

Nelle applicazioni di lavorazione chimica, le tenute meccaniche sono esposte a fluidi aggressivi, che richiedono lubrificanti in grado di resistere a queste condizioni difficili:

Lubrificanti fluorurati: I perfluoropolieteri (PFPE) e altri lubrificanti fluorurati offrono un'eccellente inerzia chimica e stabilità termica. Sono resistenti a un'ampia gamma di sostanze chimiche, tra cui acidi, basi e solventi.
Lubrificanti a base di PTFE: I lubrificanti contenenti particelle di politetrafluoroetilene (PTFE) possono fornire lubrificazione e ridurre l'attrito in ambienti chimici. Il PTFE è chimicamente inerte e resistente alla maggior parte delle sostanze chimiche, il che lo rende adatto all'uso in mezzi aggressivi.