Gli anelli di tenuta in PTFE garantiscono performance superiori rispetto ai classici anelli in gomma (NBR), vediamo perchè.

Le tenute a labbro convenzionali (paraolio, corteco,…), generalmente realizzate in NBR (o FKM) con molla, hanno monopolizzato il mercato delle tenute per alberi rotanti per molti anni, ma da quando le applicazioni industriali e le stringenti normative ambientali sono diventate sempre più esigenti, questi anelli di tenuta hanno davanti tempi molto duri. Ad esempio, se la pressione di esercizio è pari o superiore ai 2 bar (30 psi) o la temperatura d’esercizio si aggira intorno ai 135°C (275°F), le classiche tenute elastomeriche non garantiscono una tenuta ottimale come le guarnizioni base PTFE (polytetrafluoroethylene).

Avrai anche notato la durata limitata nel tempo di questi anelli di tenuta: si stima che un classico anello elastomerico duri all’incirca 3.000 ore, dopodichè inizia a solcare l’albero (il cosiddetto fretting, con ulteriori costi di rettifica ed eventuale cromatura…in commercio si trovano addirittura delle boccole per salvaguardare l’albero dall’usura dei paraoli), permettendo agli agenti esterni di penetrare all’interno del macchinario ed andare a danneggiare il cuscinetto; allo stesso tempo, il lubrificante del cuscinetto fuoriesce, si avranno perdite di olio o grasso e la vita del cuscinetto sarà fortemente compromessa (i tuoi cuscinetti durano 50.000 ore come indicato dai principali costruttori? Se la risposta è no, dai un’occhiata anche a questo articolo qui.

In questo articolo analizzeremo quindi 4 aree dove una tenuta rotante in PTFE surclassa notevolemente i classici anelli elastomerici per alberi rotanti.

Temperatura

Uno dei più grandi limiti delle tenute a labbro in gomma, come abbiamo visto sopra, è la temperatura. Oggigiorno, molte applicazioni industriali superano di gran lunga i 100°C di temperatura, sia per un’alta temperatura del fluido a contatto sia per induzione. Ecco allora che gli anelli di tenuta base PTFE vengono in soccorso: con una gamma di resistenza che va da -35°C (-95°F) a +249°C (+480°F) coprono il 99% di tutte le applicazioni industriali, distanziando di gran lunga tutti i materiali concorrenti.

Vediamo qui di seguito i principali materiali utilizzati e la loro gamma di resistenza alla temperatura:

  • FKM da -6°C a +200°C
  • Neoprene da -10°C a +149°C
  • EPDM da -20°C a +149°C
  • NBR (Nitrile) da -10°C a +110°C
  • PTFE da -35°C a +249°C

Coefficiente d’attrito

L’attrito genera calore, e l’innalzamento della temperatura può essere catastrofico per le tenute – causando spiacevoli inconvenienti come screpolatura o scioglimento della guarnizione. Il PTFE, al contrario, presenta il più basso coefficiente d’attrito tra tutti i materiali solidi attualmente in commercio, che è di gran lunga inferiore rispetto ai classici materiali utilizzati per fare tenuta su alberi rotanti. Il PTFE può anche essere utilizzato in applicazioni a secco (quindi senza la necessità di lubrificante), al contrario delle tenute a labbro convenzionali in elastomero.

Resistenza chimica

Il PTFE è conosciuto per la sua compatibilità chimica e l’eccellente performance anche in presenza dei più aggressivi agenti chimici. La gomma, al contrario, ha molte limitatazioni a riguardo.

Per esempio, il Viton (FKM) non è adatto in applicazioni con presenza di chetone e acetone. L’EPDM non performa bene a contatto con oli e combustibili, ma anche idrocarburi e acidi concentrati. Il Nitrile (NBR) non va invece utilizzato in presenza di ozono, acetone, esteri ed eteri, o metiletilchetone. I polimeri, invece, non sono adatti a contatto con fluidi alcalini. In aggiunta, gli elastomeri non sono per nulla compatibili con l’acqua.

Velocità di rotazione

Il PTFE è la scelta numero 1 in applicazioni di tenuta ad alta velocità, garantendo una tenuta ottimale fino a 20 m/s. Se volessimo classificare gli altri materiali partendo da velocità basse a quelle più elevate, abbiamo il Nitrile, il Polimero ed in seguito l’FKM (Viton).

Conclusioni

Le tenute per alberi rotanti in PTFE surclassano le classiche tenute convenzionali elastomeriche a labbro in 4 aree distinte:

  • bassissimo coefficiente d’attrito
  • alto range di resistenza alla temperatura
  • migliore resistenza chimica
  • adatte per applicazioni anche a velocità elevate di rotazione

La prossima volta che hai bisogno di una tenuta per un’applicazione in cui i classici anelli in gomma (e molla) non ti soddisfano, non dimenticarti di utilizzare guarnizioni in PTFE (polytetrafluoroethylene)!