Guida ai materiali per guarnizioni

Le tenute idrauliche sono utilizzate in applicazioni industriali e impediscono il passaggio di un fluido o di un gas tra i diversi componenti di un cilindro, garantendo che il sistema operi in modo efficiente e sicuro. Tuttavia, non tutte le tenute sono uguali e applicazioni diverse possono richiedere tipi differenti di guarnizioni. In questo articolo analizziamo i fattori da considerare nella scelta della tenuta giusta, realizzata nel materiale appropriato, per adattarsi al meglio alla tua applicazione.

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Selezione della tenuta giusta:

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Quando si seleziona una tenuta idraulica, è importante considerare il suo materiale e il suo design, per garantire che funzioni in modo efficace, sicuro e affidabile.

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Temperatura:

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La temperatura è uno dei fattori più importanti da considerare nella scelta delle tenute. L'intervallo di temperatura della tenuta deve essere compatibile con l'ambiente operativo. Se la tenuta è esposta a temperature al di fuori del suo intervallo, può guastarsi prematuramente.

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L'intervallo di temperatura di una tenuta è determinato dal materiale con cui è realizzata. Materiali diversi hanno proprietà termiche diverse. Alcuni materiali, come la gomma, sigillano bene a basse temperature, mentre altri materiali, come il metallo, sono migliori a temperature elevate.

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Oltre alla temperatura di esercizio, la tenuta deve anche resistere alle variazioni di temperatura che possono verificarsi nell'ambiente. Ad esempio, una tenuta installata in un ambiente climatizzato potrebbe non essere in grado di sopportare le temperature estreme che si possono verificare all'aperto.

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Alta pressione:

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Non tutte le tenute possono resistere ad alte pressioni. Pertanto, se devi sigillare un'applicazione ad alta pressione, è fondamentale scegliere un materiale che possa far fronte senza deformarsi o rompersi. Il design della tenuta deve essere in grado di creare una tenuta ermetica senza generare troppa attrito e la tenuta deve essere lubrificata correttamente per prevenire usura e danni.

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Alcuni dei tipi di tenute più comuni utilizzati in applicazioni ad alta pressione includono:

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O-rings: Gli O-ring sono realizzati in un materiale flessibile che può conformarsi alla superficie della sede della tenuta. Sono disponibili in vari materiali, tra cui gomma, nitrile e fluorocarbonio.

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V-rings: I V-ring sono realizzati in un materiale più rigido rispetto agli O-ring e possono sopportare pressioni più elevate. Sono anch'essi disponibili in vari materiali, tra cui gomma, nitrile e fluorocarbonio.

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Tenute per pistone: Le tenute per pistone sono utilizzate per sigillare i pistoni nei cilindri. Sono realizzate in diversi materiali, tra cui gomma, nitrile e fluorocarbonio.

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Compatibilità con i fluidi:

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Se la tenuta non è compatibile con il fluido utilizzato in un sistema idraulico, il materiale della tenuta può degradarsi prematuramente causando perdite. Quando si valuta la compatibilità con i fluidi, è necessario considerare numerosi fattori, tra cui la composizione chimica del fluido, la temperatura e la pressione di esercizio e il materiale della tenuta. La compatibilità varia a seconda del tipo di materiale. Ad esempio, gli elastomeri sono generalmente compatibili con un'ampia gamma di fluidi, mentre plastiche e metalli hanno compatibilità più limitata.

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Diversi materiali per tenute:

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Nitrile (NBR)

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Proprietà: Le tenute in nitrile presentano una buona resistenza all'allungamento a rottura, all'abrasione e al set di compressione, ma la loro flessibilità diminuisce un po' a basse temperature. Le tenute realizzate con questo materiale hanno una bassa resistenza all'ozono e devono essere conservate con cura nella maggior parte degli ambienti.

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Temperatura: Il nitrile può sopportare temperature da -30°C a +100°C

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Compatibilità con i fluidi: La miscela di copolimero nitrile più comune è il composto noto come Buna-N. Dotato di ottima resistenza agli oli idraulici a base di petrolio, Buna-N funziona bene anche con carburanti come diesel o benzina.

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PTFE

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Proprietà: Il PTFE è chimicamente inerte, ha un'elevata resistenza al calore, buona flessibilità a basse temperature, basso attrito di scorrimento e caratteristiche antiaderenti. A causa della scarsa resilienza (memoria) del PTFE, viene spesso impiegato un energizzatore per ottenere la tenuta desiderata. La maggior parte delle tenute in PTFE, per mantenere la loro robustezza e flessibilità, sono rinforzate con fibre di vetro corte, inserti in bronzo, grafite al carbonio o una combinazione di questi riempitivi.

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Temperatura: Il PTFE può resistere a temperature superiori a 300°C, ma spesso il valore è ridotto dal riempitivo o dall'energizzatore impiegato.

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Compatibilità con i fluidi: Le tenute in PTFE sono compatibili con la maggior parte dei prodotti chimici, comprese acidi, basi e solventi.

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Etile-Propilene (EPDM)

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Proprietà: L'etilene-propilene (EPDM) ha una buona resistenza al calore, basso set di compressione e buona flessibilità a basse temperature.

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Temperatura: L'intervallo di temperatura dell'etilene-propilene è compreso tra -45°C e +150°C .

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Compatibilità con i fluidi: L'EPDM può essere usato per sigillare fluidi idraulici a base di esteri di fosfato come lo Skydrol, ma non è adatto per fluidi a base di petrolio. L'EPDM è altamente efficace con vapore, acetone e soluzioni diluite di acidi e basi. EPDM appositamente formulato può essere reso idoneo per i sistemi frenanti automobilistici.

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Poliuretano (AU)

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Proprietà: Il poliuretano è altamente resistente al rigonfiamento dovuto agli oli, all'ozono, all'ossidazione, all'abrasione e ha un'eccellente resistenza ai tagli. Altamente resiliente, gli urethani presentano anche elevata resistenza alla trazione ed elevato allungamento. Formulato con copolimeri di poliuretano basati su etere o estere, questo materiale è usato in una vasta gamma di applicazioni tra cui tenute, tergiparabrezza, anelli di supporto, cuscinetti, paracolpi e molti altri usi.

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Temperatura: La maggior parte delle tenute in poliuretano rimane flessibile ed efficiente in un intervallo di temperature compreso tra -54°C e +93°C, con alcune in grado di sopportare temperature intermittenti fino a +135°C.

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Compatibilità con i fluidi: Il poliuretano è compatibile con sistemi idraulici che utilizzano fluidi a base di petrolio.

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Silicone (VMQ)

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Proprietà: Il silicone è un elastomero a base di silicio, ossigeno, idrogeno e carbonio. Ha un'elevata resistenza al calore secco, ai raggi ultravioletti e all'ozono. Questo materiale non è raccomandato per applicazioni dinamiche a causa della scarsa resistenza all'abrasione e dell'elevato coefficiente d'attrito.

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Temperatura: L'intervallo di temperatura del silicone va da -54°C a +204°C

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Viton® - FPM / equivalente Viton® FKM

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Proprietà: Viton® - FPM / equivalente Viton® FKM combina elevata resistenza alle alte temperature con un'ottima resistenza chimica. Questo materiale non è raccomandato per l'uso a basse temperature o con fluidi idraulici aeronautici.

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Temperatura: L'intervallo di temperatura di Viton® - FPM / equivalente Viton® FKM è da -20° a +400° F.

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Compatibilità con i fluidi: Eccellente per l'uso con alcool e carburanti aromatici e altamente resistente ai raggi ultravioletti e all'ozono.

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PolyEther Ether Ketone (PEEK)

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Proprietà: Il PEEK ha un'eccellente resistenza meccanica, resistenza alla fatica e stabilità in ambienti ad alta temperatura, con un punto di fusione intorno ai 343°C e una molto buona resistenza chimica.

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Temperatura: La temperatura di esercizio consigliata per il PolyEther Ether Ketone (PEEK) va da -54°C fino a +260°C

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Compatibilità con i fluidi: Il PEEK è compatibile con quasi tutti i solventi usati in HPLC.

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Gomma nitrilica idrogenata (HNBR)

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Proprietà: La nitrile idrogenata, nota anche come nitrile saturo, ha un'eccellente resistenza a molti carburanti moderni, resistenza alle radiazioni ad alta energia e buona resistenza all'abrasione.

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Temperatura: L'intervallo di temperatura della Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber (HNBR) va da -40°C a +150°C

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Compatibilità con i fluidi: L'HNBR è ampiamente usata nelle industrie automobilistica e petrolifera e mantiene un'ottima resistenza agli oli motore, ai gas acidi, alle miscele ammina/olio, ai carburanti ossidati e agli oli lubrificanti. L'HNBR è resistente ai fluidi idraulici a base di olio minerale, ai grassi animali e vegetali, al gasolio, all'ozono, ai gas acidi, alle soluzioni diluite di acidi e basi.

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Polietilene ad altissimo peso molecolare (UHMWPE)

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Proprietà: L'UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene) ha catene molecolari molto lunghe che aiutano a trasferire il carico in modo più efficace, rafforzando le interazioni intermolecolari. Ciò si traduce in un materiale molto resistente, con la più alta resistenza all'impatto tra le materie plastiche attualmente prodotte. Ha un'elevata resistenza all'abrasione, assorbe zero acqua, è auto-lubrificante e ha un coefficiente di attrito solo leggermente superiore alla maggior parte dei PTFE caricati.

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Temperatura: Il range di esercizio consigliato per il polietilene ad altissimo peso molecolare (UHMWPE) è da -200°C fino a circa +80°C

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Compatibilità con i fluidi: L'UHMWPE è stabile in tutti i fluidi idraulici, con alta resistenza ad acidi, basi e media aggressivi.

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Scegliere il materiale della tenuta giusto è fondamentale per garantire il funzionamento efficiente e sicuro di macchine, dispositivi e sistemi. Non sei sicuro di cosa ti serve? Contatta il nostro team esperto qui a FPE Seals, che discuterà i tuoi requisiti in base all'applicazione e ti aiuterà a trovare la tenuta giusta per il lavoro.

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