Sistemi di tenuta per cilindri di sollevamento
NBR · PTFE · Poliuretano
Guida alla selezione

GUARNIZIONE ASTA
Dinamico ·

Impedisce al fluido idraulico di fuoriuscire lungo la superficie dello stelo del cilindro di sollevamento verso l'ambiente esterno. La guarnizione dello stelo è la guarnizione più visibile: qualsiasi guasto produce perdite esterne visibili. È soggetta alla pressione completa del sistema durante l'estensione e deve mantenere una tenuta stagna anche dopo centinaia di migliaia di cicli dinamici. Il principale meccanismo di usura è l'abrasione causata dalla contaminazione particellare trascinata sul labbro della guarnizione dalla superficie dello stelo.

GUARNIZIONE TERGICRISTALLO
Contaminazione dinamica

La guarnizione più esterna, posizionata all'ingresso dello stelo nella sede, ha la funzione di rimuovere le impurità dalla superficie dello stelo durante la retrazione, prima che queste raggiungano la guarnizione stessa. Il raschiatore del cilindro di sollevamento non sigilla contro la pressione idraulica, bensì contro l'ingresso di contaminanti esterni. Un raschiatore difettoso non produce perdite visibili, ma danneggia rapidamente la guarnizione dello stelo sottostante. Molti guasti prematuri della guarnizione dello stelo sono infatti causati da un raschiatore difettoso che ha permesso l'ingresso di detriti.

GUARNIZIONE DEL PISTONE
Dinamico · Interno

Le guarnizioni a contatto con l'alesaggio del cilindro impediscono al fluido idraulico di bypassare il pistone dall'estremità del cappuccio all'estremità dello stelo. Il cedimento della guarnizione del pistone del cilindro di sollevamento non causa perdite esterne, bensì un bypass interno, che si manifesta con una riduzione della velocità di sollevamento sotto carico, l'incapacità di mantenere la posizione e un eccessivo tempo di funzionamento della pompa. La guarnizione del pistone opera in un ambiente allagato con lubrificazione costante a olio, il che le conferisce una durata maggiore rispetto alla guarnizione dello stelo nella maggior parte delle applicazioni.

GUARNIZIONI STATICHE
O-ring · Guarnizioni per porte

O-ring sui raccordi delle porte, filettature di ritegno della guarnizione e giunti del tappo terminale. Le guarnizioni statiche nel cilindro di sollevamento non sono soggette a movimento di scorrimento: sigillano tra superfici fisse sotto compressione continua. Le guarnizioni statiche hanno la durata di servizio più lunga tra le quattro posizioni e raramente si guastano isolatamente; quando si guastano, di solito è a causa di cicli termici che causano deformazione permanente da compressione, o di incompatibilità chimica che provoca rigonfiamento o fessurazione.

Eccellente resistenza agli oli minerali. L'NBR è stato sviluppato specificamente per resistere ai fluidi a base di petrolio utilizzati nella maggior parte dei sistemi di cilindri di sollevamento. Presenta un rigonfiamento o una degradazione minimi se immerso in olio idraulico ISO 46 o ISO 68 per periodi prolungati: il tasso di rigonfiamento è tipicamente inferiore a 5% in volume, un valore che rientra nell'intervallo consentito dalla progettazione delle guarnizioni senza perdite.

Buona comprimibilità e conformabilità. La durezza moderata dell'NBR (70-90 Shore A) gli consente di adattarsi a piccole irregolarità superficiali dell'asta e del foro, mantenendo la tenuta anche quando la superficie dell'asta o del foro presenta lievi segni di lavorazione o segni di usura precoce che consentirebbero a un materiale di tenuta più duro di perdere.

Limiti superiori a 100 °C. Quando la temperatura dell'interfaccia di tenuta (temperatura del fluido più riscaldamento per attrito) supera i 100 °C, l'NBR inizia un processo di invecchiamento accelerato. L'elastomero si ossida, perde elasticità e sviluppa fessurazioni superficiali. Nelle applicazioni ad alto numero di cicli, dove il riscaldamento per attrito a livello della tenuta dello stelo può aggiungere 20-40 °C alla temperatura del fluido, il limite di temperatura effettivo dell'NBR può essere raggiunto anche in sistemi in cui la temperatura del serbatoio appare normale.

Causa ultima: Guarnizione raschiapolvere difettosa o non conforme alle specifiche, che consente alla contaminazione abrasiva di raggiungere la guarnizione dello stelo. Spesso associata a una pulizia inadeguata dello stelo. Aggiustare: Aggiornare il raschiatore con uno in PU a doppio labbro con raschietto metallico; implementare un protocollo di pulizia giornaliera dell'asta; sostituire la guarnizione dell'asta con una in PU 92–95 Shore A per una maggiore resistenza all'abrasione.

Causa ultima: Il gioco diametrale tra pistone e cilindro è eccessivo rispetto alla durezza del materiale della guarnizione alla pressione di esercizio, causando l'estrusione della guarnizione nello spazio vuoto. Questo problema è comune nei cilindri più vecchi, dove l'usura del cilindro ha aumentato il gioco, oppure quando si utilizzano guarnizioni in NBR a pressioni superiori a quella nominale. Aggiustare: Misurare il gioco e confrontarlo con il valore di estrusione dichiarato dal produttore della guarnizione; in caso di dubbi, utilizzare una guarnizione in PU più dura o aggiungere un anello di rinforzo in PTFE.

Causa ultima: Temperatura di esercizio prolungata superiore alla temperatura massima nominale del materiale di tenuta. Il riscaldamento per attrito all'interfaccia della tenuta dello stelo spesso supera la temperatura del fluido di 20-40 °C, il che significa che un sistema che funziona a "90 °C" potrebbe danneggiare le tenute dello stelo in NBR a 110-130 °C. Aggiustare: Misurare la temperatura dell'asta direttamente nel punto di ingresso della guarnizione; se è costantemente superiore a 100 °C, passare a FKM o aumentare la capacità di raffreddamento.

Causa ultima: Il materiale della guarnizione è incompatibile con il fluido idraulico: la manifestazione tipica è un rapido cedimento della guarnizione subito dopo un cambio dell'olio idraulico o l'aggiunta di additivi. L'NBR è particolarmente vulnerabile ai fluidi a base di fosfati ed esteri; il PU ai fluidi a base di acqua e glicole. Aggiustare: Verificare la compatibilità del materiale di tenuta con le specifiche del fluido; in caso di compatibilità universale con i fluidi, optare per PTFE o FKM.

Q 01

Posso installare un kit di guarnizioni in poliuretano in un cilindro che in precedenza aveva guarnizioni in NBR?

Sì, a condizione che le dimensioni della sede della guarnizione rientrino nella tolleranza di fabbricazione della guarnizione in PU, come avviene per la maggior parte delle sedi standard dei cilindri di sollevamento. Le guarnizioni in PU per cilindri di sollevamento sono disponibili con le stesse dimensioni nominali della sezione trasversale delle guarnizioni in NBR e possono essere sostituite direttamente nella stessa sede della guarnizione. L'unica considerazione riguarda il gioco della sede: il PU è leggermente più duro dell'NBR e ha una "compressione" marginalmente inferiore; se la sede della guarnizione è al limite massimo di tolleranza di usura, la guarnizione in PU potrebbe non raggiungere la pressione di contatto di tenuta completa che una guarnizione in NBR raggiungerebbe nella stessa sede. Prima di procedere all'aggiornamento, è consigliabile misurare il diametro interno della sede e confrontarlo con le specifiche dimensionali del produttore della guarnizione. Per i cilindri di sollevamento con usura nota del foro o dello stelo, si raccomanda una valutazione dimensionale prima di specificare il materiale della guarnizione per il kit di ricambio.

Q 02

Perché la perdita esterna del cilindro del sollevatore si arresta dopo il cambio dell'olio, ma ricompare dopo poche settimane?

Questo schema – la perdita si arresta dopo il cambio dell'olio e poi ricompare – è un classico indicatore di incompatibilità chimica tra il materiale originale della guarnizione e un additivo o una contaminazione del fluido accumulatasi nel vecchio olio. Quando si cambia l'olio, si rimuove l'agente contaminante e la guarnizione si gonfia temporaneamente tornando alle sue dimensioni funzionali; tuttavia, quando il nuovo olio assorbe la stessa contaminazione dalle pareti del serbatoio, dai circuiti e dalle superfici dei componenti, il degrado riprende. La corretta procedura diagnostica consiste nel prelevare un campione di fluido prima e dopo il cambio dell'olio e farlo analizzare per determinarne la composizione degli additivi e il tipo di contaminazione. Se il vecchio olio conteneva additivi a base di esteri fosfatici (comunemente aggiunti per prevenire la ruggine nei sistemi mal tenuti), le guarnizioni in NBR si degraderanno indipendentemente dalla frequenza con cui vengono sostituite: in tal caso, è consigliabile passare a guarnizioni in FKM o PTFE.

Q 03

Come faccio a sapere quando è il momento di sostituire le guarnizioni in via preventiva o quando è meglio aspettare che si verifichi una perdita?

La scelta tra la sostituzione preventiva e quella correttiva delle guarnizioni dei cilindri di sollevamento dipende dalle conseguenze di un guasto imprevisto. Per qualsiasi cilindro di sollevamento su cui il personale lavora sopra o sotto la piattaforma, la sostituzione preventiva a intervalli fissi è l'unico approccio accettabile: attendere che si manifesti una perdita visibile significa che la guarnizione è già guasta e la fase successiva è un cedimento per caduta di pressione che provoca una discesa incontrollata della piattaforma. Per i cilindri di sollevamento su attrezzature non adibite al trasporto di persone, il confronto dei costi tra la sostituzione preventiva e i tempi di fermo programmati rispetto alla riparazione di emergenza e ai tempi di fermo imprevisti di solito favorisce la sostituzione preventiva a 70-80% della vita utile stimata della guarnizione. Come regola generale, se un kit di guarnizioni costa meno di 2 ore di fermo macchina, è sempre più economico sostituirlo preventivamente a intervalli fissi.

Q 04

Quale finitura superficiale è richiesta per l'asta e il foro affinché le guarnizioni in PTFE funzionino correttamente?

Le guarnizioni in PTFE per cilindri di sollevamento richiedono tolleranze di finitura superficiale più strette rispetto alle guarnizioni elastomeriche, poiché il PTFE non è in grado di adattarsi elasticamente alle irregolarità della superficie. Per la superficie dello stelo a contatto con una guarnizione in PTFE: Ra 0,1–0,4 μm (4–16 μin) con una finitura superficiale in cromo duro di almeno 45 HRC; la direzione di deposizione deve essere circonferenziale, non assiale. Per il foro a contatto con una guarnizione del pistone in PTFE: Ra 0,2–0,8 μm (8–32 μin) con una finitura levigata con un disegno a reticolo incrociato che trattiene l'olio per la lubrificazione. Se la superficie dello stelo o del foro si è deteriorata fino a valori di Ra superiori a questi intervalli, il che si verifica in caso di graffi, vaiolatura o usura della cromatura, le guarnizioni in PTFE non garantiranno perdite nulle, indipendentemente dalla qualità della guarnizione. In tal caso, è necessario ricromare e rettificare lo stelo oppure passare a guarnizioni in poliuretano (che tollerano superfici più ruvide).