Quali sono i fattori chiave nella scelta delle parti in gomma giuste per i tuoi macchinari?​

In che modo l'intervallo di temperatura operativa influisce sulla selezione delle parti in gomma?​

L'intervallo di temperatura operativa del macchinario è un fattore critico nella scelta delle parti in gomma, poiché i materiali in gomma hanno limiti di temperatura distinti che incidono direttamente sulle loro prestazioni e sulla durata. Diverse mescole di gomma mostrano una resistenza diversa al caldo e al freddo. Ad esempio, la gomma nitrilica (NBR) è comunemente utilizzata nei macchinari che operano a temperature comprese tra -40°C e 120°C. Mantiene la flessibilità e le proprietà di tenuta all'interno di questo intervallo, rendendolo adatto per applicazioni come guarnizioni idrauliche nelle macchine edili o tubi flessibili del sistema di alimentazione nei macchinari automobilistici. Tuttavia, se il macchinario funziona a temperature superiori a 120°C (come nei forni industriali o nelle pompe ad alta temperatura), l'NBR inizierà a indurirsi, rompersi o perdere elasticità, causando guasti alle guarnizioni e potenziali guasti ai macchinari.​

In ambienti ad alta temperatura (superiore a 150°C), la gomma siliconica (VMQ) è la scelta migliore. La gomma siliconica può resistere a temperature fino a 230°C (e anche superiori per brevi periodi) senza degradarsi. Viene spesso utilizzato in macchinari come valvole del vapore, apparecchiature per la lavorazione degli alimenti (dove vengono utilizzate temperature elevate per la sterilizzazione) e guarnizioni del motore nei camion pesanti. La gomma siliconica mantiene la sua flessibilità anche a basse temperature (fino a -60°C), rendendola versatile per macchinari che funzionano sia in condizioni calde che fredde, come i generatori esterni che sperimentano il freddo invernale e il caldo estivo.​
Per applicazioni a temperature estremamente basse (inferiori a -40°C), come unità di refrigerazione o macchinari operanti nell'Artico, sono preferibili la gomma fluorosiliconica (FVMQ) o il monomero di etilene propilene diene (EPDM) con modificatori per basse temperature. La gomma fluorosiliconica può rimanere flessibile a temperature fino a -62°C, rendendola adatta per le guarnizioni nelle apparecchiature criogeniche. L'EPDM, se modificato con speciali additivi, può resistere a temperature fino a -50°C ed è spesso utilizzato nei sistemi HVAC per impianti di conservazione frigorifera. La scelta di un materiale in gomma che non sia in grado di gestire l'intervallo di temperature del macchinario comporterà un'usura prematura, prestazioni ridotte e sostituzioni frequenti, aumentando i costi di manutenzione e i tempi di fermo.​

Che ruolo gioca la compatibilità chimica nella scelta delle parti in gomma?​

La compatibilità chimica è un altro fattore vitale, come parti in gomma entrano spesso in contatto con oli, solventi, carburanti, lubrificanti o sostanze corrosive nei macchinari. Diversi materiali in gomma reagiscono in modo diverso a queste sostanze chimiche; alcuni sono resistenti, mentre altri si degradano rapidamente. La gomma nitrilica (NBR), ad esempio, ha un'eccellente resistenza agli oli minerali, alla benzina e al gasolio. Ciò lo rende ideale per le parti in gomma nelle tubazioni del carburante automobilistico, nei sistemi idraulici che utilizzano oli a base minerale e nei cuscinetti sigillati a olio nei macchinari industriali. Tuttavia, l'NBR non è resistente a solventi forti come acetone o toluene: l'esposizione a questi prodotti chimici farà gonfiare, ammorbidire e perdere la capacità di tenuta della gomma.​

Per le applicazioni che coinvolgono sostanze chimiche aggressive, la gomma al fluorocarburo (FKM, nota anche come Viton®) è la scelta migliore. L'FKM mostra un'eccezionale resistenza a un'ampia gamma di sostanze chimiche, inclusi acidi forti (come l'acido solforico), alcali (come l'idrossido di sodio), solventi (acetone, toluene) e idrocarburi alogenati. È comunemente utilizzato nei macchinari per la lavorazione chimica, nelle apparecchiature delle raffinerie di petrolio e nei sistemi aerospaziali dove l'esposizione a sostanze aggressive è comune. Ad esempio, le guarnizioni FKM vengono utilizzate nelle pompe che trasferiscono sostanze chimiche corrosive, poiché possono resistere al contatto a lungo termine senza degradarsi.​

Il monomero etilene propilene diene (EPDM) è altamente resistente all'acqua, al vapore e alle soluzioni acquose (come detergenti o acidi diluiti). Ciò lo rende adatto per parti in gomma di lavatrici, pompe dell'acqua e sistemi HVAC che gestiscono acqua o umidità. L'EPDM è anche resistente all'ozono e agli agenti atmosferici, quindi viene spesso utilizzato in parti di macchinari esterni come guarnizioni per generatori esterni o guarnizioni per apparecchiature di irrigazione. Tuttavia, l'EPDM ha una scarsa resistenza agli oli minerali e ai carburanti: l'utilizzo dell'EPDM in un sistema di alimentazione porterebbe a un rapido deterioramento della parte in gomma.​

In che modo i requisiti di stress meccanico e pressione influenzano la scelta delle parti in gomma?​

Lo stress meccanico (come compressione, tensione o attrito) e i requisiti di pressione determinano direttamente la durata e le prestazioni delle parti in gomma. Diversi materiali in gomma hanno una diversa resistenza alla trazione, resistenza alla compressione e resistenza all'abrasione, proprietà fondamentali per resistere allo stress meccanico. Ad esempio, nelle applicazioni che comportano un'elevata compressione (come gli O-ring nei cilindri idraulici), la gomma con un basso compression set è essenziale. Il compression set si riferisce alla capacità di una parte in gomma di ritornare alla sua forma originale dopo essere stata compressa per un lungo periodo. La gomma nitrilica (NBR) ha una buona resistenza alla compressione, che la rende adatta per O-ring costantemente sotto pressione. Se viene utilizzata una gomma con un elevato compression set (come una gomma naturale di bassa qualità), l'O-ring si deformerà permanentemente nel tempo, causando perdite.​

Per le parti soggette ad elevata sollecitazione di trazione (come la gomma del nastro trasportatore o i tubi di gomma che si allungano durante l'uso), viene spesso utilizzata la gomma naturale (NR) o la gomma stirene-butadiene (SBR). La gomma naturale ha un'eccellente resistenza alla trazione ed elasticità, che le consentono di resistere a stiramenti ripetuti senza rompersi. Viene comunemente utilizzato nei nastri trasportatori per l'industria mineraria o manifatturiera, dove la gomma è sottoposta a tensione costante mentre sposta carichi pesanti. Anche l'SBR, un'alternativa sintetica alla gomma naturale, ha una buona resistenza alla trazione ed è più conveniente, rendendolo adatto per applicazioni di trazione meno impegnative come le guarnizioni in gomma nei macchinari leggeri.​

La resistenza all'abrasione è fondamentale per le parti in gomma che entrano in contatto con superfici ruvide o componenti in movimento. Ad esempio, le boccole in gomma nei sistemi di sospensione (che riducono le vibrazioni tra le parti metalliche) sono esposte all'attrito e all'abrasione. La gomma cloroprene (CR, nota anche come Neoprene®) ha un'eccellente resistenza all'abrasione e viene spesso utilizzata per queste boccole. Può resistere al contatto ripetuto con superfici metalliche senza consumarsi rapidamente. Nelle applicazioni ad alta pressione, come i tubi idraulici che trasportano fluidi a pressioni superiori a 3000 psi, sono necessari materiali in gomma con elevata resistenza allo scoppio. La gomma fluorurata (FKM) e la gomma nitrilica di alta qualità (con strati di rinforzo) hanno un'elevata resistenza allo scoppio, che le rende adatte per questi tubi ad alta pressione. L'utilizzo di una gomma con una resistenza allo scoppio insufficiente comporterebbe il guasto del tubo, con conseguenti perdite di fluido e potenziali rischi per la sicurezza.