E MISURE DEGLI O-RING PER GUARNIZIONI IDRAULICHE



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Pubblicato di Seals-Shop GmbH il 10.07.2018

Un O-Ring è un anello di elastomero a sezione circolare, progettato per essere inserito in una scanalatura/sede e compresso durante l’assemblaggio di due o più parti, creando così una guarnizione di tenuta. Gli O-Ring sono usati per coprire un’ampia gamma di applicazioni e vengono utilizzati in tutti i settori industriali, sia per la manutenzione di vecchi prodotti sia per la progettazione di quelli nuovi. I costi di produzione relativamente bassi e la facilità di installazione e di utilizzo hanno reso gli O-Ring la guarnizione più diffusa. Grazie all’uso di uno dei numerosi tipi di O-Ring elastomerici disponibili, è praticamente possibile ottenere la tenuta di tutte le sostanze liquide e gassose.

Applicazioni

Gli O-Ring sono particolarmente indicati per l’idraulica, sia per la manutenzione sia per le nuove applicazioni. Vengono utilizzati per la tenuta in un’ampia gamma di pressioni, temperature e tolleranze, richiedono pochissimo spazio, sono leggeri e a volte riutilizzabili. Sono disponibili in numerose misure e svariati materiali e vengono spesso studiati per applicazioni specifiche. Gli O-Ring sono particolarmente importanti per gli impianti idraulici in quanto garantiscono la tenuta dei raccordi, dato che vengono spinti in un canale e tenuti in posizione dalla pressione idraulica. L’O-Ring viene usato per impedire le fuoriuscite e la penetrazione di prodotti contaminanti provenienti dall’esterno nell’impianto idraulico. Di seguito viene descritta un’analisi dettagliata di alcune specifiche, di materiali e di caratteristiche degli O-Ring per l’idraulica.

O-ring
Fig. 1: Gli O-ring sono particolarmente adatti per l’idraulica, sia per la manutenzione che per nuove applicazioni. Fonte: Seals-Shop GmbH

Specifiche
 

Ci sono numerose specifiche essenziali nella scelta dell’O-Ring corretto negli impianti idraulici. Il diametro interno ed esterno e la sezione trasversale definiscono le misure di un O-Ring. Con diametro interno ed esterno si intendono rispettivamente le distanze tra il centro e la superficie interna ed esterna dell’O-Ring. La sezione trasversale è la differenza tra i diametri interni ed esterni. I diametri interni ed esterni dell’O-Ring possono variare notevolmente, da pochi millimetri a un metro e oltre. È necessario accertarsi di lasciare un margine di spazio quando si specifica il diametro interno dell’O-ring a causa di un eventuale rigonfiamento e una possibile dilatazione termica.

È inoltre necessario evitare di allungare l’O-Ring oltre il 5%, se possibile, in quanto l’allungamento può causare una deformazione della sezione trasversale. Le sezioni trasversali degli O-Ring tendono a subire minori variazioni, da pochi millimetri a decine di millimetri. Quando si sceglie un O-Ring per un’applicazione idraulica è molto importante conoscere la profondità dell’alloggiamento, in modo che l’O-Ring scelto abbia una corretta sezione trasversale tale da evitare deformazioni e rotture e garantire l’adeguata tenuta.

Materiali
 

Gli O-Ring sono disponibili in numerosi materiali, compresi la gomma nitrile (NBR), il monomero di etilene-propilene-diene (EPDM), i fluoroelastomeri (FKM) come il Viton®, la gomma siliconica (VMQ) e altri. La gomma NBR ha un’eccellente resistenza ai fluidi idraulici e può essere usata a temperature comprese tra i -35°C e +120°C. La gomma NBR è un copolimero di butadiene e acrilonitrile che diviene più resistente ai fluidi idraulici con l’aumentare del componente di nitrile, ma diventa anche meno flessibile. Sebbene la gomma NBR non sia particolarmente resistente all’ozono, alla luce del sole o agli agenti atmosferici, offre un’eccellente resistenza alla compressione, alla rottura e all’abrasione. Gli O-Ring realizzati in NBR sono generalmente un’ottima scelta per le applicazioni idrauliche.

Caratteristiche
 

Gli O-Ring in EPDM offrono un’eccellente resistenza al calore, all’acqua, al vapore, all’ozono e alla luce del sole. Gli O-Ring in EPDM sono particolarmente utili per la tenuta di fluidi idraulici a base di fosfato-estere e possono essere indicati per alcune applicazioni al posto della gomma NBR. Gli O-Ring in FKM (Viton®) sono estremamente resistenti alle alte temperature, ai grassi, ai carburanti, agli oli siliconici e a molti altri materiali e sono indicati per applicazioni aerospaziali. L’incremento del contenuto di fluoro nei FKM aumenta la resistenza chimica, mentre le caratteristiche diminuiscono alle basse temperature. Gli FKM possono essere usati con fluidi idraulici non infiammabili e possono quindi essere la scelta giusta per le applicazioni idrauliche in determinate circostanze. Infine, la VMQ è abbastanza resistente all’ozono e agli agenti atmosferici ed è anche flessibile al freddo e resistente alle alte temperature, sebbene risulti essere sensibile al vapore surriscaldato. Gli O-Ring in VMQ offrono una resistenza alla trazione e allo strappo relativamente bassa e sono soggetti ad usura. Sebbene siano eccellenti per molte applicazioni, la VMQ solitamente non viene usata per gli O-Ring idraulici.

Un’altra serie di specifiche importanti per gli O-Ring sono la pressione massima e l’intervallo della temperatura di esercizio.

Generalmente la pressione massima tende a essere espressa in megapascal (MPa) e l’intervallo della temperatura di esercizio viene espresso in gradi Celsius. A seconda del materiale dell’O-Ring, la pressione massima può raggiungere i 25 MPa e la temperatura di esercizio può essere compresa tra i -40°C e +200°C. Nella scelta dell’O-Ring è molto importante che la pressione massima e l’intervallo della temperatura di esercizio includano le condizioni estreme dell’applicazione dell’O-Ring. La resistenza chimica, la flessibilità, la resistenza allo strappo, all’abrasione, agli agenti atmosferici e altre proprietà degli O-Ring possono venire compromesse se un O-Ring viene esposto a condizioni che eccedono la pressione massima o l’intervallo della temperatura di esercizio.

Quad-Ring®
 

Alcune applicazioni che richiedono pressioni superiori ai 5 MPa possono essere indicate per anelli antiestrusione. La pressione interna troppo alta può causare l’estrusione di un O-Ring e il rapido distacco di materiale a causa dell’usura. La rottura avviene poi piuttosto velocemente. Un anello antiestrusione è un anello in materiale duro, resistente all’estrusione tra l’O-Ring e il gap di estrusione, che impedisce così l’estrusione dell’O-Ring. Può essere un’alternativa economica ai materiali più duraturi, ma più costosi. Un’alternativa agli O-Ring, che può essere utilizzata con gli anelli antiestrusione è l’anello X-Ring o Quad-Ring®. I Quad-Ring® hanno due zone di tenuta per lato a differenza degli O-Ring. Di conseguenza i Quad-Ring® richiedono una minore deformazione per mantenere una buona tenuta. Deformazione minore significa attrito e usura minori, che consentono una durata di tenuta superiore dei Quad-Ring® rispetto agli O-Ring. I Quad-Ring® sono disponibili in diversi materiali e misure e possono essere una valida alternativa agli O-Ring per la tenuta negli impianti idraulici.

Quad-ring
Fig. 2: I Quad-Ring® sono molto resistenti alle alte temperature, ai grassi, ai carburanti, agli oli siliconici e a molti altri materiali. Fonte: Seals-Shop GmbH

Conclusione
 

Le specifiche di diametro interno ed esterno, la sezione trasversale, il materiale, la pressione massima e l’intervallo della temperatura di esercizio sono fondamentali nella determinazione dell’O-Ring corretto per l’applicazione idraulica. Gli anelli antiestrusione possono aiutare a prevenire l’estrusione nelle applicazioni ad alte pressioni mentre i Quad-Ring® offrono un’alternativa di durata superiore agli O-Ring per particolari applicazioni. Sebbene gli O-Ring siano una parte piccola ed economica dell’impianto idraulico, possono essere fondamentali per le sue prestazioni e vale la pena cercare e capire in modo da scegliere e montare l’O-Ring (o Quad-Ring®) corretto. Investire ora del tempo per capire quale sia l’O-Ring necessario può far guadagnare anni di attività all’impianto idraulico. Se si è insicuri sul codice dell’articolo della guarnizione, le pagine di ricerca dei prodotti o alcuni shop online (come ad esempio seals-shop.com) spesso offrono l’opzione di ricerca secondo i criteri citati quando si applicano i filtri durante la scelta del prodotto.

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