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
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
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