Selezionare quello giusto guarnizione per flange dipende dalla compatibilità con il mezzo, dalla pressione/temperatura, dalla facciatura della flangia e dai controlli di installazione verificati.
Nei progetti reali, le perdite sono raramente causate da “un'unica cosa”. Tipicamente derivano da una mancata corrispondenza tra (1) condizioni di servizio, (2) costruzione della guarnizione e (3) qualità del montaggio (finitura superficiale, allineamento e controllo del carico dei bulloni). Un flusso di lavoro pratico di selezione dovrebbe seguire le linee guida riconosciute del settore (ad esempio, criteri di selezione di tipo STAMP e pratiche di assemblaggio dei giunti bullonati) ed essere supportato da schede tecniche del produttore e standard di prova.
- Compatibilità chimica e controllo della permeazione
- Classe di pressione/temperatura (inclusi i cicli termici)
- Tipo di facciatura della flangia + finitura superficiale + controllo del carico dei bulloni
Risposta rapida: come selezionare una guarnizione per flange
Abbinare il materiale della guarnizione al mezzo e alla temperatura
Selezionare un materiale per guarnizione che corrisponda al fluido, alla concentrazione e al profilo di temperatura (inclusi i picchi di avvio/spegnimento).
Iniziate con il vostro mezzo di processo (famiglia chimica, pH, contenuto di solvente, aromatici, H2S/CO2 se applicabile), quindi definite il vero intervallo di temperatura (stato stazionario + escursioni). Infine, verificate la resistenza della guarnizione ad assorbimento, rigonfiamento, permeazione e ossidazione (per la grafite in aria).
- Utilizzate le tabelle di compatibilità chimica del produttore come base—poi convalidatela rispetto alla vostra concentrazione e temperatura esatte.
- Tenete conto di rilassamento per scorrimento viscoso e dei rischi di “scorrimento a freddo” (comune nel PTFE a temperatura elevata e bassa sollecitazione di serraggio).
- Per servizi con vapore/olio caldo, privilegiate materiali che tollerano i cicli termici e mantengono il recupero.
Nota sul campo: Uno schema di guasto comune è una flangia “asciutta” che inizia a perdere dopo i primi cicli di riscaldamento/raffreddamento. In molti casi, il materiale della guarnizione era compatibile, ma il giunto ha perso sollecitazione a causa del rilassamento, di un carico insufficiente dei bulloni o di una finitura della flangia eccessivamente liscia/errata. Ecco perché la selezione del materiale e il controllo dell'assemblaggio devono essere trattati come un unico sistema.
Abbinate il tipo di guarnizione alla faccia della flangia e alla classe di pressione
Scegliete una costruzione della guarnizione che si adatti alla faccia della flangia (RF/FF/RTJ) e alla vostra classe di pressione, quindi verificate la tabella pressione–temperatura per il materiale effettivo della flangia.
La sola classe di pressione non è sufficiente—le classificazioni pressione–temperatura dipendono dalla norma (ad esempio, ASME B16.5) e dal gruppo di materiale della flangia. Utilizzare la tabella di classificazione per il materiale esatto e la temperatura di progetto.
- Le guarnizioni RTJ richiedono flange scanalate RTJ—non sostituire con guarnizioni RF/FF.
- Le guarnizioni spiralate e kammprofile spesso superano le guarnizioni in lamiera morbida quando sono presenti cicli di pressione/temperatura.
- Per acqua/bassa pressione HVAC, sono comuni guarnizioni a faccia piena o ad anello in elastomero/fibra/PTFE—se la compatibilità chimica è confermata.
| Classe della flangia | Classificazione tipica a 100°F (Esempio: Acciaio al carbonio secondo le tabelle ASME B16.5) | Applicazione comune |
|---|---|---|
| Classe 150 | ~285 psi | Acqua, HVAC, vapore a bassa pressione |
| Classe 300 | ~740 psi | Chimico, raffineria, petrolio e gas |
| Classe 600 | ~1480 psi | Generazione di energia, vapore ad alta temperatura |
| Classe 900–2500 | ~2220–6170 psi | Servizi ad alta pressione / speciali |
Importante: Confermare sempre le classificazioni pressione–temperatura utilizzando le tabelle dello standard applicabile per il proprio gruppo di materiali e la temperatura di progetto (non solo 100°F). Per revisioni di progetto e approvvigionamento, documentare: edizione dello standard, specifica del materiale e base di classificazione utilizzata.
Verificare standard, carico dei bulloni e finitura superficiale
Confermare lo standard della guarnizione, la finitura della flangia e il metodo di carico dei bulloni prima di finalizzare la selezione.
Per tubazioni progettate, la selezione della guarnizione dovrebbe fare riferimento a standard riconosciuti e linee guida di montaggio. Al minimo, allineare tipo/dimensioni della guarnizione agli standard delle guarnizioni e controllare il montaggio secondo le migliori pratiche per giunti bullonati.
- Utilizzare standard per guarnizioni ove applicabile (ad esempio, standard per guarnizioni metalliche/semi-metalliche come ASME B16.20; dimensioni per guarnizioni non metalliche come ASME B16.21).
- Utilizzare un metodo documentato di serraggio dei bulloni (multipasso, schema incrociato, coppia/tensione verificata) coerente con le linee guida del settore (ad esempio, concetti ASME PCC-1).
- Verificare la finitura superficiale e la planarità della flangia—una finitura troppo liscia o troppo ruvida può aumentare il rischio di perdite a seconda del tipo di guarnizione.
| Certificazione / Standard | Perché è importante nella selezione della guarnizione |
|---|---|
| ASME B16.20 | Definisce le costruzioni/dimensioni comuni delle guarnizioni metalliche e semimetalliche utilizzate con flange ASME. |
| ASME B16.21 | Definisce le dimensioni per le guarnizioni piane non metalliche utilizzate con giunti flangiati. |
| ASME PCC-1 (Guida) | Fornisce concetti di assemblaggio per giunti flangiati bullonati (schemi di serraggio, verifica, focus sull'integrità del giunto). |
Suggerimento: molte “perdite misteriose” sono controllate dall'assemblaggio. Se non si controllano la finitura superficiale, l'allineamento e la sollecitazione dei bulloni, anche il miglior materiale per guarnizioni può fallire in servizio.
La selezione della guarnizione per flangia è un ciclo di controllo ingegneristico: definire il servizio → selezionare la costruzione/materiale della guarnizione → confermare gli standard → controllare il montaggio → verificare le prestazioni durante la messa in servizio.
Nozioni di base sulle guarnizioni per flangia
Il costo nascosto del cedimento della guarnizione
Il cedimento della guarnizione può innescare tempi di fermo, eventi di sicurezza ed esposizione normativa, non solo perdite.
- Arresti non pianificati e perdita di produzione
- Escalation del rischio di sicurezza (fluidi caldi, idrocarburi, mezzi tossici)
- Costi di segnalazione ambientale e bonifica
- Manutenzione ripetuta quando la causa principale non viene corretta (perdita di tensione, disallineamento, costruzione errata)
Esempio ingegneristico: Una flangia per idrocarburi Class 300 può superare un test idraulico ma iniziare a perdere dopo cicli termici se il giunto perde tensione (rilassamento/scorrimento viscoso) o se la finitura della flangia è incompatibile con la guarnizione. Superare un singolo test di pressione non garantisce la tenuta a lungo termine sotto cicli.
Perché la selezione corretta è importante
La corretta selezione della guarnizione è il modo più rapido per ridurre il rischio di perdite—se abbinata a un montaggio controllato.
Le principali famiglie di guarnizioni per flange includono:
- Non metalliche: elastomero, PTFE, grafite, fibra compressa (ideale per pressione/temperatura da bassa a moderata se compatibile)
- Semimetalliche: spirale avvolta, con camicia metallica, corrugata + rivestimento morbido, kammprofile (ideale per cicli, carichi più elevati)
- Metalliche: anelli RTJ, metallo pieno (ideale per pressione/temperatura estreme con superfici controllate)
Per servizi critici, la selezione dovrebbe essere supportata da una scheda tecnica e da una procedura di montaggio documentata (metodo di serraggio, ispezione, verifica).
Tipi di guarnizioni per flange
Esistono tre principali tipi di guarnizioni per flange: non metalliche, semimetalliche e metalliche. Ogni tipo risponde a specifiche condizioni di servizio e requisiti del sistema.
| Tipo di guarnizione | Materiali / Struttura | Dove si adatta meglio |
|---|---|---|
| Non metallica | Gomma, grafite, PTFE, fibra non amiantosa | Pressione/temperatura basse–moderate, servizi, acqua, molti prodotti chimici (se compatibili) |
| Semi-metallico | Anima/struttura metallica + riempimento o rivestimento morbido | Servizio ciclico, pressione/temperatura più elevata, resistenza migliorata allo scoppio |
| Metallico | Metallo pieno (anelli RTJ, guarnizioni metalliche) | Alta pressione/alta temperatura, idrocarburi critici, condizioni di giunto controllate |
Guarnizioni non metalliche
Le guarnizioni non metalliche offrono conformabilità e convenienza per servizi a bassa pressione e temperatura moderata.
Possono sigillare piccole imperfezioni della flangia, ma sono più sensibili alla perdita di tensione, allo scorrimento viscoso e ai limiti di temperatura. Utilizzarle dove il giunto può mantenere una sufficiente tensione di assestamento e dove la compatibilità con il mezzo è dimostrata.
Guarnizioni semi-metalliche
Le guarnizioni semimetalliche bilanciano la capacità di recupero (comportamento simile a una molla) e il contatto di tenuta per servizi impegnativi.
Esempi comuni includono guarnizioni a spirale e kammprofile. Queste sono spesso selezionate per servizi di vapore, raffinerie e impianti chimici perché tollerano meglio vibrazioni e cicli termici rispetto a molte guarnizioni morbide.
- Migliore resistenza allo scoppio e ai cicli rispetto a molte guarnizioni in lamiera morbida
- Generalmente richiede una finitura della flangia controllata e un metodo di carico dei bulloni
- Buona scelta per pressioni e temperature da medie a elevate quando il controllo delle perdite è importante
Guarnizioni metalliche e rinforzate con metallo
Le guarnizioni metalliche offrono la massima resistenza per servizi severi, ma richiedono condizioni precise del giunto.
Le guarnizioni RTJ richiedono la corretta geometria della scanalatura e la condizione della superficie. Le tenute metalliche generalmente necessitano di una sollecitazione di assestamento più elevata e un controllo di assemblaggio più stretto rispetto alle opzioni non metalliche.
- Migliori per alta pressione/alta temperatura e servizi critici
- Richiede una condizione della superficie della flangia verificata e un carico dei bulloni controllato
Materiali per guarnizioni di flange
Guarnizioni in fibra compressa
Le guarnizioni in fibra compressa (CNA) offrono una tenuta affidabile per servizi generali a pressione/temperatura moderate.
Questi materiali combinano fibre (ad esempio, aramidiche/inorganiche) con leganti elastomerici. Funzionano bene in molti servizi di utilità e servizi industriali generali, ma è sempre necessario convalidare la compatibilità chimica e i limiti di temperatura utilizzando la scheda tecnica esatta del prodotto.
| Tipo di guarnizione | Punti di forza | Limitazioni (comuni) |
|---|---|---|
| Fibra compressa (CNA) | Conveniente, buona tenuta, ampio utilizzo per servizi generali | Non ideale per cicli severi, temperature estreme o mezzi altamente aggressivi senza convalida |
Guarnizioni in PTFE e grafite
Il PTFE e la grafite sono ampiamente utilizzati quando è richiesta resistenza chimica o prestazioni ad alta temperatura, ma ognuno presenta modalità di cedimento note.
PTFE: Eccellente resistenza chimica per molti servizi. Tuttavia, il PTFE può subire scorrimento viscoso/rilassamento sotto carico, specialmente a temperature elevate e bassa tensione di serraggio. Dove la tenuta nel tempo è importante, considerare PTFE espanso/riempito o una costruzione semi-metallica che mantenga la tensione.
Grafite: Eccellente per alte temperature e cicli termici, specialmente nel vapore. In aria (ambienti ossidanti), la grafite ha limiti pratici superiori; per temperature più elevate, utilizzare gradi di grafite inibita/irrobustita e seguire i limiti PxT del produttore.
| Materiale | Vantaggi | Precauzioni chiave |
|---|---|---|
| PTFE | Eccellente resistenza chimica; basso attrito; buona tenuta su molte superfici di flangia | Rilassamento per scorrimento viscoso / flusso a freddo; limite di temperatura dipende dal grado; verificare i requisiti di tensione di serraggio |
| Grafite | Resiste al ciclaggio termico; elevata capacità per vapore/alta temperatura | Ossidazione in aria ad alta temperatura; verificare il grado e l'ambiente (aria vs vapore/inerte) |
Esempio ingegneristico: Se una guarnizione in PTFE sigilla inizialmente ma perde dopo settimane/mesi, la causa principale è spesso la perdita di tensione nel giunto. Una soluzione può essere (1) un carico maggiore del bullone entro i limiti consentiti, (2) passare a ePTFE/PTFE riempito, o (3) optare per un design a profilo kammprofile/spirale per un migliore recupero.
Guarnizioni in Gomma ed Elastomero
Le guarnizioni in elastomero sono comuni per acqua, HVAC e servizi a bassa pressione—ma la compatibilità chimica è non negoziabile.
Gli elastomeri possono gonfiarsi, ammorbidirsi o creparsi se esposti a oli/solventi/ossidanti incompatibili. Abbinare sempre la famiglia dell'elastomero al mezzo e al profilo di temperatura.
| Elastomero (Tipico) | Dove è Comune | Note Tipiche sulla Temperatura (Confermare per Grado) |
|---|---|---|
| EPDM | Acqua/vapore (limitato), esposizione esterna/ozono | Buona resistenza agli agenti atmosferici; compatibilità con oli scarsa in molti casi |
| NBR (Buna-N) | Oli/combustibili (molti casi) | Resistenza generale agli oli; verificare per aromatici/solventi |
| FKM (famiglia Viton®) | Idrocarburi/sostanze chimiche ad alta temperatura (molti casi) | Buona resistenza chimica/termica; confermare per ammine/vapore/acqua calda |
| Silicone | Servizio alimentare/pulito (quando approvato), temperatura moderata | Buona flessibilità termica; verificare la resistenza meccanica e la compatibilità con il fluido |
Nota: Non utilizzare guarnizioni elastomeriche “per abitudine”. Verificare sempre la compatibilità, in particolare per oli, solventi, ossidanti e temperature elevate.
Guarnizioni metalliche e a spirale
Le guarnizioni a spirale e metalliche sono scelte comuni per servizi ad alta pressione/temperatura e ciclici.
Le guarnizioni a spirale combinano un avvolgimento metallico con un riempimento morbido (grafite o PTFE). Il loro comportamento “a molla” aiuta a mantenere la tenuta, ma le prestazioni dipendono comunque dalla corretta sollecitazione di assestamento, dalla finitura della flangia appropriata e dal carico controllato dei bulloni.
- Buona scelta per cicli termici – se installata e assestata correttamente
- Richiede la corretta finitura della flangia e controllo dell'assemblaggio per la migliore tenuta
- Verificare che il metallo dell'avvolgimento + il riempimento siano compatibili con il fluido e la temperatura
Suggerimento: In caso di cicli severi, considerare i disegni kammprofile/a nucleo corrugato che mantengono il recupero migliorando la distribuzione delle sollecitazioni.
Il metodo S.T.A.M.P. per la selezione delle guarnizioni
Il metodo S.T.A.M.P. è una semplice checklist ingegneristica utilizzata per prevenire la “selezione per abitudine”. Costringe il team di progettazione a documentare le variabili che influenzano la tenuta e la durata in servizio.
| Parametro | Descrizione |
|---|---|
| Dimensione | Diametro esterno/interno della flangia, cerchio dei bulloni, dimensioni della faccia; spessore della guarnizione e finestra di compressione |
| Temperatura | Stato stazionario + escursioni; cicli termici e ambiente ossidativo |
| Applicazione | Tipo di apparecchiatura, vibrazioni, rigidità/rischio di rotazione della flangia, accessibilità per manutenzione |
| Media | Famiglia chimica + concentrazione + requisiti di permeabilità/emissioni |
| Pressione | Pressione di progetto + transitori (colpo d'ariete, sovrappressioni) + metodo di prova di pressione |
Dimensione e Faccia della Flangia
Assicurarsi sempre che la dimensione e la faccia della guarnizione corrispondano allo standard della flangia e al tipo di faccia.
Misurare ciò che si ha (o specificare ciò che serve): faccia della flangia (FF/RF/RTJ), larghezza di appoggio e finitura superficiale. Per lavori di sostituzione, confermare lo standard della flangia e le dimensioni della faccia prima di ordinare le guarnizioni.
Temperatura e Cicli Termici
Selezionare materiali che tollerino i cicli termici—non solo la “temperatura massima”.”
I cicli termici causano perdita di tensione e possono accelerare l'ossidazione (grafite in aria) o lo scorrimento viscoso (PTFE). Se i cicli di avvio/spegnimento sono frequenti, dare priorità alle costruzioni di guarnizioni con migliore recupero (progettazioni semi-metalliche) e dati PxT validati.
Applicazione e carico meccanico
La rigidità del giunto, le vibrazioni e il rischio di rotazione della flangia sono importanti.
Flange sottili, lunghezze di bulloni elevate o disallineamenti possono ridurre la tensione di assestamento e aumentare il rischio di perdite. Dove è probabile la rotazione, utilizzare guarnizioni e progettazioni che riducano la tensione di assestamento richiesta mantenendo la tenuta (validato dai dati del produttore).
Mezzo (compatibilità chimica e del fluido)
La compatibilità chimica deve essere dimostrata per il mezzo esatto + temperatura.
Utilizzare le tabelle di compatibilità come punto di partenza, quindi validare in base a concentrazione, impurità e temperatura operativa. Per servizi sensibili alle emissioni, considerare la permeabilità e le prestazioni di emissioni fugitive—non solo la “resistenza”.”
| Tipo di mezzo | Punto di partenza tipico (verificare tramite scheda tecnica) |
|---|---|
| Olio/Carburante | Le famiglie NBR o FKM sono punti di partenza comuni; confermare il contenuto aromatico/solvente |
| Acqua Calda / Vapore | I disegni a base di grafite e semimetallici adatti sono comuni; verificare i limiti di ciclizzazione |
| Alimentare / Farmaceutico | Le opzioni approvate in PTFE/silicone possono essere applicabili; verificare la conformità FDA/EC se necessario |
Pressione e Classe di Pressione
La pressione determina la tensione di serraggio richiesta e il rischio di sfiato.
Oltre alla pressione costante, includere i sovrapressioni, i colpi d'ariete, l'espansione termica e il metodo di prova. Specificare la costruzione della guarnizione per adattarsi alla capacità del giunto di mantenere la tensione (soprattutto sotto ciclizzazione).
Suggerimento: STAMP migliora la qualità della selezione solo se i dati sono reali (finitura della flangia misurata, metodo di serraggio dei bulloni documentato, PxT verificato).
Considerazioni ingegneristiche chiave
Pressioni di esercizio, di progetto e di prova
Documentare separatamente la pressione di esercizio, la pressione di progetto e la pressione di prova.
Una guarnizione che supera una prova breve può comunque fallire in servizio a lungo termine con cicli se il controllo della sollecitazione del giunto è scarso. Le revisioni ingegneristiche devono documentare: pressione operativa normale, pressione di progetto (inclusi i transitori) e condizioni di prova idrostatica/pneumatica.
| Fattore di progetto | Cosa verificare |
|---|---|
| Selezione del materiale | Compatibilità + permeazione + ambiente di ossidazione |
| Progettazione del giunto | Tipo di faccia, rigidità, finitura superficiale, carico ammissibile del bullone |
| Pratiche di installazione | Serraggio a più passaggi, schema incrociato, coppia/tensione verificata |
| Resistenza alla temperatura | Stazionario + escursioni + ciclico |
| Contenimento della pressione | Progettazione + transitori + metodo di prova |
| Movimento meccanico | Rischio di disallineamento, vibrazione, rotazione |
| Tenuta a lungo termine | Rischio di rilassamento/creep e strategia di manutenzione |
Limiti di temperatura e ciclicità
Utilizzare i limiti di “servizio continuo + ciclizzazione”, non i valori massimi di marketing.
Le prestazioni della grafite differiscono in aria rispetto a servizi con vapore/gas inerti. Le prestazioni del PTFE dipendono dal grado e dallo stress. Utilizzare sempre i limiti di temperatura specifici del prodotto e le istruzioni di installazione.
Normative e Standard di Settore
Gli standard definiscono la geometria e le buone pratiche; i dati del produttore definiscono le prestazioni.
Utilizzare gli standard per le dimensioni corrette e le indicazioni di assemblaggio, quindi convalidare le prestazioni utilizzando le schede tecniche del prodotto e i requisiti del progetto.
- Far corrispondere la costruzione e le dimensioni della guarnizione agli standard applicabili (ad es., B16.20/B16.21 se applicabili).
- Controllare la finitura e la pulizia della flangia: rimuovere i residui della vecchia guarnizione, verificare la presenza di graffi radiali, controllare la planarità.
- Utilizzare utensili calibrati e una procedura scritta di serraggio dei bulloni; considerare passaggi di verifica.
Requisiti Specifici dell'Applicazione
Diversi settori aggiungono requisiti diversi (documentazione, pulizia, emissioni, necessità di resistenza al fuoco).
| Settore/Applicazione | Requisito aggiunto tipico | Impatto sulla selezione |
|---|---|---|
| Oil & Gas / Petrochimico | Antincendio / emissioni fugitive / servizio acido | Può orientare verso gradi a spirale/kammprofile/grafite o RTJ per servizi critici |
| Alimentare / Farmaceutico | Igiene + documentazione di conformità | Materiali approvati, pulibilità, tracciabilità |
| Industria generale | Manutenzione e controllo dei tempi di fermo | Bilanciare costo, tolleranza ai cicli e durata in servizio |
Cause comuni di guasto della guarnizione
Disaccordo del materiale e attacco chimico
Il disaccordo del materiale rimane uno dei modi più rapidi per creare una perdita.
Gonfiamento, rammollimento, fessurazione, permeazione e ossidazione possono distruggere le prestazioni di tenuta. Verificare sempre la compatibilità per il mezzo e la temperatura esatti.
- Gonfiamento/rammollimento in oli/solventi quando si utilizza un elastomero incompatibile
- Ossidazione della grafite in aria a temperatura elevata se non si considera il grado/l'ambiente
- Rilassamento per scorrimento del PTFE quando la sollecitazione di assestamento è troppo bassa per il servizio
Errori di installazione e carico dei bulloni
Installazione impropria ed errori di carico dei bulloni spesso portano a un cedimento prematuro della guarnizione.
Le cause comuni includono serraggio non uniforme, disallineamento, facce della flangia danneggiate e contaminazione. Controllare l'installazione con una procedura scritta e strumenti calibrati.
- Disallineamento durante l'assemblaggio
- Coppia eccessiva / coppia insufficiente
- Distribuzione non uniforme del carico sui bulloni (nessuna passata a stadi)
- Superficie di appoggio sporca o danneggiata
Suggerimento: pulire le facce della flangia fino al metallo nudo, confermare l'allineamento, quindi utilizzare un metodo di serraggio incrociato a stadi con una passata di verifica.
Danni alla superficie della flangia e disallineamento
I danni alla superficie e il disallineamento creano percorsi di perdita anche quando la guarnizione è “corretta”.”
Ispezionare per graffi radiali, ammaccature, corrosione per vaiolatura e rischio di rotazione della flangia. Confermare che la dimensione della guarnizione corrisponda alla faccia della flangia e al cerchio dei fori dei bulloni.
| Problemi comuni | Impatto sulle prestazioni della guarnizione |
|---|---|
| Danneggiamento superficiale / vaiolatura | Crea percorsi di perdita e riduce l'area di contatto |
| Disallineamento / rotazione della flangia | Causa stress irregolare e rilassamento precoce |
| Scarsa qualità del taglio della guarnizione | Riduce l'area di tenuta effettiva e l'uniformità di compressione |
| Dimensione errata della guarnizione | Impedisce la corretta posa e la distribuzione dello stress |
Processo di selezione della guarnizione per flange passo-passo
Raccolta dei dati di servizio e dell'impianto
Raccogliere prima i dati di servizio—poi selezionare.
Documentare l'intervallo operativo, le transitorie, i dettagli della flange e i vincoli di manutenzione.
- Temperatura massima/minima (includere le escursioni)
- Pressione di progetto + transitorie + metodo di prova
- Composizione e concentrazione del mezzo
- Norma della flange, dimensione, facciata e finitura superficiale
Preselezione del tipo e del materiale della guarnizione
Preselezionare le costruzioni di guarnizioni che corrispondono alla facciata e alla severità del servizio.
Utilizzare guarnizioni non metalliche per servizi a bassa-media gravità, semi-metalliche per servizi ciclici/più severi e metalliche per applicazioni estreme/RTJ—quindi confermare compatibilità e requisiti di tensione di assestamento.
- Anelli RTJ per flange RTJ in servizi critici ad alta pressione
- Guarnizioni a spirale / kammprofile per servizi ciclici di vapore e in raffineria
- Fogli di PTFE/grafite/CNA dove sono soddisfatti i limiti di tensione di assestamento e temperatura
Consultare i dati del produttore e le schede tecniche
Utilizzare le schede tecniche per confermare PxT, resistenza chimica e indicazioni sulla tensione di assestamento.
Non fare affidamento solo su tabelle generiche. Confermare il grado esatto del prodotto, lo spessore e la configurazione della faccia.
- Confermare i limiti di temperatura in base all'ambiente (aria vs vapore/inerte)
- Confermare i limiti di pressione e la tensione di assestamento consigliata
- Confermare la compatibilità chimica e le considerazioni sulla permeabilità
Suggerimento: Se non riesci a trovare una scheda tecnica per la classe esatta della guarnizione, considerala un rischio di approvvigionamento per servizi critici.
Verifica Norme, Certificazioni e Conformità
Verifica la norma/dimensioni della guarnizione e qualsiasi requisito di conformità del progetto.
La documentazione tecnica dovrebbe includere: tipo di guarnizione, riferimento alla norma, classe, spessore e metodo di installazione.
- Conferma le norme applicabili per la costruzione/dimensioni della guarnizione (come richiesto dal progetto)
- Verifica la documentazione di tracciabilità se richiesta (MTC, numeri di colata, certificati)
- Conferma eventuali requisiti antincendio / emissioni / servizio acido per l'applicazione
| Passaggio | Scopo |
|---|---|
| Raccogli Dati di Servizio | Definisci il vero intervallo operativo |
| Elenco ristretto Tipo/Materiale | Corrispondenza faccia + severità |
| Consultare le schede tecniche | Validare PxT + compatibilità + requisiti di sollecitazione |
| Verificare Norme/Conformità | Garantire adattamento, sicurezza e documentazione |
Checklist Selezione Guarnizione per Flange
Checklist Condizioni di Servizio
Verificare le condizioni di servizio prima di selezionare una guarnizione per flange.
- La pressione di progetto e i transitori rientrano nelle capacità della guarnizione/giunto
- Intervallo di temperatura (stazionario + escursioni) corrisponde alla classe della guarnizione
- Compatibilità con il mezzo confermata per concentrazione e temperatura
- Tipo di faccia e costruzione della guarnizione corrispondono (FF/RF/RTJ)
- Metodo di assemblaggio garantisce una distribuzione uniforme del carico sui bulloni
- Documentazione di conformità soddisfa i requisiti del progetto
Suggerimento: Se non è possibile controllare la sollecitazione dei bulloni e la finitura della flangia, scegliere una costruzione della guarnizione che tolleri una maggiore variabilità (con validazione).
Checklist di progettazione e norme
Progettazione + norme confermano che la guarnizione si adatta e il giunto può raggiungere la tenuta.
| Criteri di selezione | Cosa verificare |
|---|---|
| Norma della flangia | Edizione standard, tipo di faccia, base dimensionale |
| Condizione della superficie | Gamma di finiture adatta al tipo di guarnizione; nessun danno/vaiolatura |
| Metodo di carico dei bulloni | Passi a fasi, schema, verifica; controllo dello strumento calibrato |
Lista di controllo per installazione e manutenzione
La qualità dell'installazione fa parte della selezione della guarnizione.
- Ispezionare e pulire le facce dei flangiati; rimuovere i residui; verificare eventuali danni.
- Confermare dimensioni/tipo/grado della guarnizione e orientamento corretto.
- Allineare i flangiati; verificare lo stato dei bulloni e la pratica di lubrificazione.
- Serrare in sequenza a stadi incrociati; utilizzare strumenti calibrati.
- Eseguire un passaggio di verifica; documentare i valori di coppia/tensione se richiesto.
- Ispezionare durante la messa in servizio; ricontrollare se la procedura richiede coppia a caldo/riserraggio (ove applicabile e consentito).
Corrispondenza materiale della guarnizione con le condizioni di servizio migliora l'affidabilità e riduce il rischio di perdite.
| Materiale della Guarnizione | Proprietà chiave | Vantaggi Tipici |
|---|---|---|
| PTFE (a seconda del grado) | Resistenza chimica | Tenuta per molti ambienti aggressivi (verificare scorrimento/limiti) |
| FKM (famiglia Viton®) | Resistenza al calore e ai prodotti chimici (dipendente dalla classe) | Prestazioni migliorate in molti servizi ad alta temperatura |
| EPDM | Resistenza agli agenti atmosferici/ozono | Durata in servizi con acqua/all'aperto (verificare compatibilità con oli) |
| Silicone | Flessibilità | Utile in alcuni servizi puliti (verificare approvazioni) |
| NBR (Buna-N) | Resistenza agli oli | Punto di partenza comune per oli/combustibili (verificare contenuto di solventi) |
Utilizzare la lista di controllo e il processo passo-passo per ogni selezione di guarnizioni. Per servizi critici o insoliti, consultare i produttori di guarnizioni e gli specialisti di integrità dei giunti con dati documentati di PxT e compatibilità.
- La revisione esperta riduce i cicli di “perdita ripetuta” e abbrevia i tempi di risoluzione dei problemi.
- La selezione corretta + il montaggio controllato supportano un funzionamento più sicuro e a minore manutenzione.
Scegliere la guarnizione giusta è una decisione sull'integrità del giunto: materiale + costruzione + controllo del montaggio.
FAQ
Quali fattori determinano il materiale migliore per la guarnizione della flangia?
Compatibilità con il fluido, intervallo di temperatura (inclusi i cicli termici) e capacità del giunto di mantenere la tensione di assestamento.
Gli ingegneri devono confermare la compatibilità chimica, verificare i limiti PxT per grado e assicurarsi che la finitura della flangia e il metodo di carico dei bulloni possano mantenere la tenuta nel tempo.
In che modo la finitura superficiale della flangia influisce sulle prestazioni della guarnizione?
La finitura superficiale controlla l'attrito, la presa e i percorsi di perdita all'interfaccia.
Se la finitura è troppo liscia, alcuni tipi di guarnizione potrebbero non sviluppare una micro-tenuta sufficiente; se è troppo ruvida, i graffi possono formare canali di perdita. Abbinare sempre le raccomandazioni sulla finitura alla costruzione della guarnizione e verificare le condizioni della flangia prima dell'installazione.
Quali norme si applicano alla selezione delle guarnizioni per flange?
I riferimenti comuni includono gli standard di dimensioni/costruzione delle guarnizioni (ad es., ASME B16.20 e ASME B16.21 dove applicabili) e le linee guida per il montaggio dei giunti bullonati (ad es., concetti ASME PCC-1).
I progetti possono richiedere anche documentazione aggiuntiva di conformità a seconda del servizio (emissioni, resistenza al fuoco, servizio acido, ecc.).
Quali sono i segni comuni di cedimento della guarnizione?
Perdite/trasudamento, sintomi di allentamento ricorrente dei bulloni, perdita di pressione e visibile estrusione o schiacciamento della guarnizione.
Le perdite ricorrenti dopo cicli termici spesso indicano perdita di tensione, disallineamento o una costruzione della guarnizione incompatibile per servizi ciclici.
Quando un ingegnere dovrebbe consultare un produttore di guarnizioni?
Consultare il produttore per applicazioni critiche, fluidi insoliti, obiettivi di emissioni stringenti o cicli severi.
Richiedere la scheda tecnica esatta del grado (PxT, note sulla resistenza chimica, indicazioni sulla tensione di assestamento) e le raccomandazioni di installazione per la facciatura e la finitura della flangia.
