TECNOSERVICE ITALIA S.R.L. - Guarnizioni Spirometalliche, Spiralwound, Anelli di centraggio interni ed esterni, Guarnizioni Spiralizzate, Kammprofile, Ring Joint, Guarnizioni Metalliche, Guarnizioni Industriali

Sono costruite avvolgendo a spirale un nastro di materiale ferroso che viene preformato (generalmente a V) insieme a un filler. L’avvolgimento dei due elementi avviene fino al raggiungimento del diametro desiderato. Generalmente la forma è circolare ma può essere anche ovale con o senza traversi a seconda delle esigenze specifiche del cliente Queste guarnizioni sono molto versatili, hanno un forte adattamento alle diverse condizioni di esercizio del sistema di tenuta, infatti hanno un ottimo recupero elastico se paragonate alle guarnizioni metalliche. Le guarnizioni spirometalliche quindi si pongono come ponte tra le guarnizioni piane plastiche e le guarnizionimetalliche. Esse rappresentano una forte innovazione in quanto permettono in molti casi di sostituire le guarnizioni metalliche con il vantaggio di avere carichi di serraggio molto ridotti.
Tipologie di spirali
La tipologia di spirale è in funzione del campo di applicazione in rapporto alla temperatura, alla pressione ed al tipo di flangia. Per soddisfare tutte queste condizioni sono statemesse a punto diverse tipologie che permettono di ottimizzare e di esprimere almeglio la loro funzione.
	Tipo S11 I diametri interni ed esterno sono rinforzati da giri di solo metallo senza filler per dare una grande stabilità e unamigliore caratteristica di compressone. Indicati soprattutto per accoppiamenti, LTG/STG e anche per accoppiamenti maschio-femmina SMF/LMF.
	Tipo S13 In questo caso la guarnizione è provvista di anello esterno. Anche in questo caso l’anello ha diverse funzioni ma principalmente quelle di fungere come anello di centraggio sulla flangia e quindi facilitare l’assemblaggio nonché quella di prevenire l’espansione laterale della guarnizione (blowout). Applicazione generale per flangie a faccia piana.
	Tipo S14 In questa versione la guarnizione è provvista solo di anello interno. L’anello ha diverse funzioni tra cui quella di aniturbolenza e di riduzione dell’erosione in quanto, solitamente, il diametro interno è uguale al diametro interno della flangia, evita il depositarsi del materiale tra l’interstizio delle flange, e di solito è costituito dallo stesso materiale della guarnizione per cui la protegge dalla corrosione. Usate anche per accoppiamenti maschio-femmina SMF/LMF.
	Tipo S15 La guarnizione è provvista di entrambi gli anelli. L’anello interno è utilizzato nei casi di alte pressioni e temperature di esercizio o dove sono presenti fluidi corrosivi o tossici, in tutte le applicazioni con filler PTFE. E’ consigliato con filler grafite per dimensioni dal 24” e superiori per la classe 900, dal 12” per la classe 1500 e dal 4” per la classe 2500.
	Tipo TLS S13/ S15 La guarnizione spirometallica TLOW STRESS è provvista di anello esterno (S13LS) o anche esterno ed interno (S15LS). La particolarità di queste spirali è data dall’assicurare la compressione e la tenuta applicando un minor tensionamento dei bulloni o un sovraccarico delle flange per le classi 150 e 300 in sostituzione delle guarnizioni da lastra.
	Tipo ovale La guarnizione è costruita secondo le esigenze del cliente con o senza gli anelli. Utilizzata in particolare per passi d’uomo e valvole con sezione passaggio ovale.
	Tipo S18 con traverso Guarnizioni realizzate secondo disegno del cliente, utilizzate principalmente su scambiatori di calore e serbatoi. L’eventuale traversometalloplastico avrà lo spessore superiore a quello dell’ anello di rinforzo interno.

Le spirometalliche essenzialmente sono costituite da due elementi:
una parte metallica generalmente costituita da acciai o leghe derivate che hanno la funzione di assorbire i carichi e generare lo
stato tensionale, ed un filler che permette invece la tenuta tra le varie spire del metallo.
Gli acciai utilizzati così come i filler sono molto diversi proprio per seguire le diverse esigenze di temperatura e di pressione del sistema di tenuta.

Filler più comuni utilizzati

I filler impiegati nelle guarnizioni spirometalliche sono diversi e vengono scelti in funzione di due parametri fondamentali:
• Temperatura di esercizio
• Resistenza Chimica verso i Chemicals a contatto.
Resistenza alla Temperatura dei filler più comuni
Grafite -240 °C 480°C
Minerali di clorite -185 °C 870 °C
Materiale ceramici -100 °C 300 °C
PTFE -185 °C 260°C
Fibre di materiali ceramici -100 °C 1260°C
la seguente tabella è solo indicativa

La grafite è molto usata per le sue diverse proprietà date dalla sua particolare struttura cristallina. Uno dei suoi limiti di impiego risulta essere la sua porosità, quindi non adatta ad applicazioni di vuoto spinto dove l’uso del PTFE risulta più performante, grazie alla sua bassa permeabilità.
Per temperature superiore ai 500°C c’è una generale tendenza all’uso di materiali ceramici, che si presentano in fibra Tali materiali vengono utilizzati solo per le altissime temperature.

R (ovale e ottagonale) - si usa per flange standard, Rx e BX si consigliano per pressioni superiori a 700 bar

Scarica scheda "campo di applicazione guarnizioni"

Grafite

La grafite non è altro che carbonio nella forma elementare ottenuto per reazioni di cracking da idrocarburi.
La struttura cristallina è di tipo lamellare e per effetto di un’ibridazione del carbonio che fa si che l’arrangiamento degli atomi avvenga su uno stesso piano. I diversi piani vengono mantenuti insieme da legami secondari quindi di minore intensità.
L’applicazione di piccoli carichi determina lo scivolamento dei diversi strati dando al materiale una bassa consistenza ed un’elevata sfaldabilità. Queste caratteristiche strutturali danno alla grafite proprietà autolubrificanti, di buona compressibilità che unite ad un’elevata inerzia chimica la rendono idonea in molte applicazioni.
La grafite ha una conducibilità termica molto alta e quindi ideale in applicazioni di scambio termico. Essa viene utilizzata soprattutto per piping, valvole, pompe ecc. L’unico limite è dato dalla temperatura che non può essere superiore
ai 400°C continui d’esercizio per il verificarsi di fenomeni di ossidazione, anche se particolari condizioni di processo ne consentono il superamento.

PTFE

Il politetrafluoroetilene è un polimero ad alto peso specifico caratterizzate dal legame Fluoro Carbonio.
Questo tipo di legame è particolarmente stabile, in quanto il fluoro ponendosi all’estrema sinistra della tavola periodica ha un’elevata elettronegatività e quindi la nuvola elettronica è molto compatta e prevalentemente spostata sull’atomo di fluoro.
Per queste caratteristiche di legame di elevata stabilità e compattezza il polimero che ne risulta evidenzia una serie di proprietà che possiamo riassumere di seguito:
• Elevata stabilità termica rispetto agli altri polimeri in commercio.
• Resistenza ai solventi chimici
• Permeabilità ai gas molto bassa
• Basso coefficiente d’attrito
• Elevata antiadesività.
• Ottima resistenza dielettrica
Si sfrutta la sua elevata inerzia chimica. L’uso del PTFE è compatibile con la maggior parte dei chemicals conosciuti tranne con i sali fusi dei metalli alcalini e precursori della fluorina.
La temperatura di impiego può giungere fino ai 260°C, molto alta se confrontata ai comuni polimeri. Data la sua bassa permeabilità è utilizzato come filler per guarnizione usate nei vacuum service.

Minerali di clorite

Si tratta di minerali di clorite addittivati con grafite (mica-grafite).
Questimateriale vengono applicati per standard- service application.

Fibre Ceramiche

Formate da fibre di silicato di alluminio. Questi materiali hanno un basso effetto sigillante paragonato agli altri filler, quindi hanno un eccellente stabilità di temperatura fino a 2300°F (1250°C).
Resistono agli attacchi di molti agenti corrosivi (acido fluoridrico e acido fosforico) compresi gli alcali.
Vengono consigliate quando non è possibile utilizzare filler in grafite o PTFE.

R (ovale e ottagonale) - si usa per flange standard, Rx e BX si consigliano per pressioni superiori a 700 bar

Scarica le tabelle dimensionali delle guarnizioni spirometalliche

I materiali metallici utilizzati nelle guarnizioni spirometalliche sono diversi per seguire le diverse esigenze di elasticità, resistenza alla corrosione, resistenza chimica richieste nei diversi campi di applicazione.

Acciai
Gli acciai al carbonio sono i più economici e versatili usati nell’industria, hanno un’eccellente duttilità ed hanno ottime caratteristiche meccaniche che possono essere migliorate attraverso appropriati trattamenti termici.
Una delle limitazioni al loro impiego risulta la bassa resistenza alla corrosione.
A tale scopo e permigliorare alcune proprietàmeccaniche, gli acciai vengono additivati con altrimetalli (Ni, Cr, Si, Mo, Ti, ecc.) a seconda della quantità e della tipologia possiamo dividere gli acciai in:
• Acciai basso legati
• Acciai inossidabili
• Acciai medio legati
• Acciai altamente legati
• Acciai legati

Acciai basso legati
Appartengono a questa categoria gli acciai con percentuali di additivi dell’ordine del punto percentuale.
Possiamo affermare che:
Nickel Incrementa la durezza e le proprietà meccaniche a bassa temperatura ed in particolare la resistenza alla
corrosione.
Cromo/Si Migliorano la durezza, resistenza all’abrasione corrosione e resistenza all’ossidazione.
Molibdeno Carico all’elevata Temperatura.
L’aggiunta di poche percentuali di questi elementi determina il formarsi di uno strato di ossido aderente alla superficie che li protegge da un’ulteriore ossidazione.
La resistenza alla corrosione dal punto di vista dei liquidi è invece la stessa dell’acciaio al carbonio.

Acciai Inossidabili
Ci sono più di 70 acciai dove la composizione in generale con 12%-30% di Cr, o 22% di Ni
A questi acciai vanno aggiunte le leghe che hanno una spiccata resistenza alla corrosione.
Possiamo dividere in tre gruppi:
• Martensitico
• Ferritico
• Austenitico

Acciai Martensitici
Contengono dal 12 al 30% di Cromo più C controllato + additivi.
Tipico acciaio di questa categoria risulta essere l’AISI 410.
La resistenza a corrosione è inferiore agli altri tre gruppi.

Acciai Ferritici
Contengono dal 15% al 30 di Cromo con basso tenore di carbonio inferiore al 0,1%. AISI 430 è un tipico esempio.
La resistenza alla corrosione è buona, anche se gli acciai ferritici non resistono bene agli acidi come HCl. Si possono utilizzare per soluzioni mediamente corrosive, ad esempio l’AISI 430 viene utilizzato per gli impianti di acido nitrico.

Acciai Austenitici
Sono gli acciai più resistenti alla corrosione rispetto agli altri due gruppi. Abbiamo una composizione media 16-26% di Cr, 6-22% di nickel,mentre le percentuali di carbonio sono tenute basse (0,08%) per minimizzare le percentuali di carbide. Tali acciai possono essere stabilizzati con l’aggiunta di titanio, tantalio e avremo il tipo AISI 321, AISI 348.
Altri tipi di acciai invece hanno un livello di carbonio al di sotto del 0,03% come gli AISI 304 e 316L. L’addizione infine di Molibdeno ne migliora la resistenza alla corrosione.

Acciai medio legati
Sono un gruppo ristretto di leghe con una resistenza alla corrosione superiore agli acciai inossidabili. Uno molto comune è il 20 Alloy presente con diversi nomi commerciali. Durimet 20 con composizione 0,07 C 29% Ni, 20 % Cr, 2 % Mo, 3% Cu.
Abbiamo altre leghe come:
Incoloy 825 40% Ni, 21% Cr, 3% Mo, 2,25% Cu
Hastelloy G-3 44% Ni, 22% Cr, 6,5% Mo, 0,05% C

Acciai altamente legati
Questo gruppo contiene alte percentuali di Nichel.
Hastelloy B-2 61% Ni, 28% Mo, ottima resistenza agli acidi come Cloridrico, fosforico e solforico.
Hastelloy C276, Inconel 600 e 625 ecc.

Tecnoservice Italia produce guarnizioni a spirale in un'ampia gamma di tipi e misure: guarnizioni circolari, ovali, con anello interno ed esterno, su disegno o secondo i principali standard di mercato: ASME B16.20a (ex API STD 601), ANSI B16.21, DIN, BS, AFNOR, etc..
	I nostri impianti di produzione sono quanto di più tecnologicamente avanzato esista oggi sul mercato. Tali impianti, da noi progettati, sulla scorta di un'esperienza oramai più che trentennale, ci permettono di produrre guarnizioni con diametri che vanno dal 1/2" fino ad oltre 4 metri di diametro.
Abbiamo partecipato nel corso degli anni alla realizzazione di numerosi impianti dislocati nel mondo, collaborando con le principali società di progettazione ed engineering internazionali. Le nostre guarnizioni sono impiegate dalle piattaforme del mare del Nord agli impianti petroliferi del Medio Oriente.

GUARNIZIONI SPIROMETALLICHE

Tipologie di spirali

Filler più comuni utilizzati

Grafite

PTFE

Minerali di clorite

Fibre Ceramiche

Acciai

Acciai basso legati

Acciai Inossidabili

Acciai Martensitici

Acciai Ferritici

Acciai Austenitici

Acciai medio legati

Acciai altamente legati