O-ring alta temperatura: materiali e stampaggio

Gli O-ring per l’alta temperatura sono tra i più comuni e utilizzati dispositivi di tenuta, impiegati in un vasto numero di settori per impedire perdite di fluidi negli  impianti idraulici o pneumatici sottoposti a condizioni d’esercizio sfidanti, come un calore particolarmente elevato.

Queste particolari guarnizioni a forma di anello vengono utilizzate per sigillare giunti tra due tubi o superfici in elettronica, meccanica, idraulica, chimica e nel settore alimentare. Le performance di tenuta di questi componenti li rende indispensabili ovunque siano presenti fattori critici quali un’elevata temperatura e/o un’alta pressione di esercizio. Il ruolo degli O-ring, infatti, è cruciale per il buon funzionamento del meccanismo in cui sono inseriti.

Ma come assicurarsi O-ring che siano di qualità e abbiano lunga durata?

In GBS produciamo stampi per O-ring da oltre 30 anni e conosciamo nel dettaglio tutte le tipologie guarnizioni ad alta pressione, le peculiarità degli O-ring per l’alta temperatura, i materiali più adatti per ogni impiego e le tecniche di stampaggio adeguate.

Ecco i fattori da considerare quando si acquistano o producono O-ring.

 

Settore e sede di utilizzo: tenuta statica o dinamica?

Il campo di utilizzo degli O-ring ad alta pressione o dedicati alla tenuta con temperature elevate è così ampio che non è possibile – né sarebbe professionale – sostenere che un tipo di O-ring sia di qualità migliore di un altro. Mai come in questo caso, la sede d’uso è fondamentale.

In caso di applicazioni statiche – quelle in cui non c’è movimento relativo tra le superfici che devono essere sigillate – il ring può sopportare una pressione più alta. In questo caso però è fondamentale tenere conto della deformazione che l’O-ring subisce – quindi del valore di schiacciamento – che dipende principalmente dal materiale utilizzato.

Da valutare anche usura e stato delle superfici con cui l’o-ring è a contatto. Queste, se non correttamente predisposte, possono provocare lesioni alla guarnizione e compromettere la tenuta.

In tenuta dinamica l’o-ring potrebbe riuscire a sopportare una pressione minore. I motivi sono da rilevare nell’usura da sfregamento, nell’aumento di temperatura e nei problemi di estrusione. L’alta temperatura, in particolare, potrebbe danneggiare il materiale del ring tanto da vanificarne la tenuta.

 

Materiale selezionato: durezza e resistenza al calore

Il processo di produzione degli O-ring per l’alta temperatura o pressione prevede diverse fasi: una delle più importanti è quella della selezione del materiale.

Questo varia in base alle esigenze di applicazione e ai fluidi o gas con cui la guarnizione sarà a contatto. Tuttavia, i materiali più diffusi sono gomma EPDM, gomma nitrilica, gomma fluorocarbonica e silicone.

Produrre un materiale ex novo, progettato esclusivamente per la particolare applicazione richiesta, è un’altra opzione. Alcune aziende specializzate offrono questo servizio in collaborazione con laboratori R&D di settore.

 

Materiali e O-ring per alta pressione

Scegliere il materiale giusto per le guarnizioni destinate a sopportare pressioni elevate, garantendo comunque una tenuta sicura ed efficiente, è cruciale.

Gli obiettivi della materia prima sono principalmente quelli di:

  • ridurre il rischio di estrusione – materiali a durezza maggiore sono più adatti per applicazioni ad alta pressione e meno predisposti all’estrusione;
  • assicurare una tenuta perfetta – materiali più elastici necessitano di un maggiore schiacciamento per mantenere la tenuta.

Guarnizione per alta temperatura: quali materiali per gli O-ring?
Fondamentale è anche tenere conto della temperatura – massima e minima – a cui gli O-ring saranno esposti.

Spesso le guarnizioni di tenuta e gli O-ring sono utilizzati in contesti in cui è presente del calore indiretto o del calore diretto. Nel primo caso, la temperatura elevata è trasmessa dagli organi meccanici sui quali gli O-ring sono installati, mentre nel secondo caso le guarnizioni sono esposte a fiamme libere.

Le alte temperature producono una dilatazione del materiale e lo predispongono a deformazione ed estrusione. Inoltre, la temperatura eccessiva è in grado di usurare la mescola della guarnizione e accellerarne i processi di invecchiamento, riducendo nettamente la vita utile dell’O-ring.

Ma non solo: è anche possibile che le guarnizioni di tenuta siano esposte a temperature particolarmente basse e, anche in questo caso, è essenziale scegliere materiali idonei per la realizzazione dell’O-ring. Infatti, basse temperature contraggono il materiale fino a comprometterne la tenuta e impattano sull’elasticità della guarnizione, rendendola fragile e facilitandone la rottura in seguito a colpi o variazioni di pressione dei circuiti.

Tutti questi fattori – e molti altri – devono essere considerati e tenuti sotto controllo in tutta la fase di progettazione e produzione degli O-ring.

Quando gli O-ring necessitano una produzione completamente su misura noi di GBS interveniamo con la progettazione e fornitura di stampi a disegno basati sulle caratteristiche tecniche degli articoli da realizzare.

 

Caratteristiche di progettazione e qualità dello stampo

Ottimi O-ring sono ottenuti da ottimi stampi. Lo stampo è un fattore spesso sottostimato ma fondamentale per avere prodotti performanti e dalla qualità perfetta ma anche per ottimizzare l’impiego delle risorse.

Nel caso di produzione di uno stampo per O-ring per l’alta temperatura ad hoc, è importante valutare le dimensioni dei prodotti che andranno stampati e il numero di prodotti che si vogliono ottenere a ogni stampata – anche in relazione alle capacità di gestione del materiale. Grande attenzione deve essere posta anche nella definizione del posizionamento delle linee di chiusura dello stampo.

In generale, i fattori che intervengono nella progettazione e produzione sono molti e possono essere tenuti sotto controllo solo da progettisti CAD esperti e operai specializzati.

 

Stampi per O-ring per alta temperatura GBS

Gli O-ring sono tra le guarnizioni più diffuse, ma, come ben sa chi è del settore, questo non significa affatto che siano prodotti standard.

Dal 1987 in GBS progettiamo stampi per O-ring ad alta pressione e guarnizioni per alta temperatura utilizzando gomma e materiale termoplastico – oggi con certificazione UNI EN ISO 9001 e ISO 45001. Lavoriamo, infatti, per assicurarci che ogni fase dei nostri processi si svolga secondo le più stringenti certificazioni di qualità, salute e sicurezza.

Nei nostri tecnici specializzati i nostri clienti trovano non solo un fornitore ma un partner pronto a supportarli dalla progettazione (su base disegno, campione o modello matematico) alla produzione.

Produciamo stampi fino a 1400 mmx1400mm per lo stampaggio a compressione, a iniezione, a transfer, a inietto-compressione e a iniezione con canali termoregolati, con disposizione delle impronte ottimizzata per tenere in equilibrio le esigenze qualitative e produttive.

Oltre agli stampi per O-ring, nella nostra linea produttiva abbiamo stampi per articoli tecnici, per articoli gomma-metallo, stampi per soffietti, stampi per materiali termoplastici e stampi a iniezione termoregolati.

Hai una domanda sui nostri prodotti o vuoi sviluppare uno stampo a disegno? Contattaci per informazioni o un preventivo.