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Perché non bisogna trascurare gli o-ring

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Perché non bisogna trascurare gli o-ring
Perché non bisogna trascurare gli o-ring

Lo sviluppo di apparecchiature ad alte prestazioni per applicazioni critiche richiede molto tempo e un grande lavoro di pianificazione e progettazione. Gli esperti di tenuta di Precision Polymer Engineering (PPE) vengono spesso chiamati in causa per fornire il componente ‘finale’: gli o-ring e altre guarnizioni, per completare l'impianto.  In molti casi, gli ingegneri progettisti non si occupano delle tenute nelle fasi preliminari del processo di progettazione, dedicando un tempo insufficiente alla scelta di una soluzione di tenuta adeguata.

Durante la costruzione o la revisione di apparecchiature, la distinta dei materiali elencherà tutti i componenti richiesti in ordine di valore percepito, sulla base del costo e dei tempi di preparazione delle commesse. Tuttavia, se questo elenco fosse riordinato in base alla criticità di ogni componente, i componenti di tenuta dovrebbero trovarsi nelle prime posizioni. In relazione al resto delle specifiche di progettazione, i componenti di tenuta tendono ad avere dimensioni più piccole e costi inferiori, di conseguenza sono spesso trascurati, attribuendo loro una priorità molto bassa. Il più delle volte, i componenti di tenuta sono considerati alla stregua di dadi, bulloni e altri materiali di consumo, ma data la natura critica di una guarnizione, ci si può arrischiare a trascurare l’importanza delle soluzioni di tenuta?

Gli o-ring in elastomero sono una componente importante all’interno dell’intero sistema; senza di essi, l'impianto non funzionerebbe correttamente. Le guarnizioni sono generalmente l'anello più debole della catena all’interno dell’apparecchiatura e la scelta errata di una guarnizione può avere enormi implicazioni per sicurezza e costi.

Selezionare gli o-ring corretti per la tua applicazione

Durante la progettazione o la manutenzione di un’apparecchiatura, i tecnici cercano di ottenere la massima efficienza e affidabilità a lungo termine. Entrambi i fattori dipendono fondamentalmente dalle prestazioni degli o-ring. Vi sono numerose ragioni per cui gli o-ring si deterioranoma la scelta del materiale elastomerico è la più significativa, seguita dalle dimensioni dell’o-ring e dalla progettazione dell’insieme.

  • Scelta del materiale – La scelta del materiale elastomerico più adatto per la tua apparecchiatura dipenderà dalle condizioni operative. Tipi diversi di elastomero forniscono gradi diversi di resistenza agli agenti chimici e di capacità alle basse/alte temperature. Se consideri il numero di tipologie di materiale disponibili all’interno di ogni tipo di materiale, la scelta è incredibile.  Ulteriori proprietà dei materiali come la resistenza al deterioramento permanente alla compressione, la durezza e il coefficiente di espansione termica possono avere enormi implicazioni in alcune applicazioni.  
  • Dimensioni dell’o-ring – La scelta di un o-ring appropriato per la scanalatura in cui lavora, richiederà un diametro interno che permetta il giusto stiro per le scanalature dei pistoni. Analogamente, la giusta sezione è necessaria per fornire la giusta quantità di compressione per le guarnizioni piane. La misura ottimale dell’o-ring per la tua applicazione potrebbe essere personalizzata, invece di una misura standard preconfezionata.
  • Progettazione dell’insieme – la scanalatura è della misura corretta? Permette uno stiro e una compressione adeguati? L’o-ring può essere energizzato dalla pressione di sistema? Vi è abbastanza spazio libero per evitare il riempimento del premistoppa? Lo spazio libero è troppo ampio e potrebbe richiedere elementi antiestrusione? L’o-ring è la migliore soluzione, o sarebbe più appropriato un profilo diverso?  Sono gli o-ring a doversi adattare alla scanalatura o è la scanalatura che deve essere progettata per adattarsi all’o-ring?

Offshore oil rig

Applicazioni per il settore petrolifero & del gas

Essendo uno dei componenti di tenuta più versatili, gli o-ring sono utilizzati in tutti i settori industriali per una vasta gamma di applicazioni diverse. L’affidabilità delle prestazioni è fondamentale per ogni componente di tenuta, ma pochi componenti sono fondamentali e suscettibili di generare un impatto economicamente rilevante, come quelli utilizzati nel settore petrolifero & del gas.

Come è stato evidenziato in riferimento al caso degli sversamenti di petrolio della BP nel golfo del Messico nel 2010, le conseguenze di una perdita di petrolio possono essere devastanti, non solo in termini di sicurezza delle persone, ma anche per la salute ambientale. Insieme alle spese per la bonifica, vi è il danno irreparabile alla reputazione aziendale con un impatto disastroso per le pubbliche relazioni. Tutti questi fattori combinati non lasciano spazio a compromessi quando si tratta di soluzioni di tenuta nel settore petrolifero e del gas.

In queste applicazioni impegnative ad alto costo, dove i tempi morti non sono possibili, gli o-ring richiedono un’attenta considerazione. La prima cosa che bisogna chiedersi è se un qualsiasi risparmio potenziale sulla qualità possa valere il rischio connesso a un potenziale malfunzionamento dell’o-ring sul campo.

Casistica

Problema: Una delle aziende leader mondiali nel petrolio e nel gas, che si avvale di nove piattaforme nel mare del Nord, stava sostituendo 100 valvole al giorno (approssimativamente 2000 valvole a piattaforma) dopo aver riscontrato una perdita di 200 litri di petrolio. Si è scoperto che la perdita era dovuta a un deterioramento dell’o-ring in un gruppo a conduttura flessibile, che ha suscitato preoccupazione in relazione alla distinta materiali OEM e alla tracciabilità.

Risultati: PPE ha eseguito l'analisi dell’insuccesso e ha stabilito che: in primo luogo, il deterioramento era dovuto a un attacco chimico; in secondo luogo, l’o-ring non era stato realizzato nel materiale specificato dal produttore della conduttura flessibile; e, in terzo luogo, il materiale specificato non era comunque adatto alle condizioni operative.

Soluzione: L’OEM ha scelto di avvalersi di un materiale elastomerico in base ai dati di compatibilità e alle omologazioni di settore. EnDura® V91A di PPE era indicato per tutte le applicazioni di valvole in regimi di superficie esposti a una temperatura di -46°C.  Oggi si ottengono performance costanti sul campo attraverso una fonte unica, che si avvale di un materiale (in grado di resistere in una vasta gamma di applicazioni), con piena tracciabilità e imballo individuale, per agevolare l’identificazione ed eliminare il rischio di errori nella scelta durante l’installazione.

Vantaggi nel dare priorità ai tuoi o-ring

Vi è tutta una serie di motivi per cui dare priorità agli o-ring è vantaggioso.

In primo luogo, è fondamentale considerare il costo di un incidente in applicazioni impegnative e ad alto rischio. Potrebbero essere necessarie fino a tre settimane per rimuovere un compressore centrifugo, con milioni di perdite di ricavi, più eventuali noleggi di apparecchiature nel frattempo. Dedicando del tempo alla scelta di componenti relativamente economici si possono risparmiare cifre ingenti grazie alla riduzione dei fermi macchina.

In secondo luogo, gli o-ring non appartengono alla stessa categoria dei dadi e dei bulloni. I componenti di questo tipo sono normalmente standardizzati in diversi settori, con pochissime differenze di progettazione tra i diversi settori e le varie applicazioni. Malgrado gli o-ring possano essere standardizzati per applicazioni non critiche, una progettazione e una scelta del materiale non adatte alle temperature, alle pressioni o ai mezzi di lavorazione coinvolti in un’applicazione critica, possono tradursi in un’efficienza e un’affidabilità compromesse a causa del prematuro deterioramento della guarnizione.

Infine, se si dovesse scoprire, dopo le prove in laboratorio o dopo la simulazione al computer, che l’o-ring che hai selezionato non funziona come previsto, quanto tempo ti servirebbe per trovare una soluzione alternativa? Dopo la consulenza di un produttore di guarnizioni, potrebbe essere necessario un o-ring o un altro profilo personalizzato, e dovrai tenere in considerazione i tempi di progettazione e produzione.

Trovare un produttore di o-ring per il settore petrolifero & del gas

Sulla base dell’esperienza pluridecennale nella produzione di soluzioni di tenuta per applicazioni petrolifere & del gas, gli esperti di tenuta di Precision Polymer Engineering (PPE) hanno compilato una checklist di elementi da considerare, quando si cerca un fornitore affidabile di soluzioni di tenuta ad alte prestazioni:-

1. Quali sono i requisiti dell’applicazione?

Trova un produttore di o-ring capace di fornire o-ring in una vasta gamma di materiali elastomerici ad alte prestazioni. Per applicazioni petrolifere & del gas critiche, avrai bisogno di o-ring con caratteristiche del materiale specifiche, fondamentali per prestazioni affidabili a lungo termine. Queste caratteristiche possono includere la resistenza a:

PPE offre una vasta gamma di qualità di materiali elastomerici in grado di soddisfare qualsiasi esigenza.  Molte qualità di materiali sono state testate secondo standard di settore come NORSOK M710, NACE, ISO 23936-2, TOTAL e ISO 10423/API 6A.

2. Di che dimensioni deve essere il tuo o-ring?

Che si tratti di o-ring di dimensioni standard o personalizzate, il tuo produttore di guarnizioni deve essere in grado di offrirti una gamma infinita di dimensioni e di qualità dei materiali elastomerici. Dall’o-ring dal diametro più piccolo fino al più grande da 2,5m di diametro esterno, e sezioni da 5mm a 20mm: questi o-ring di grandi dimensioni sono spesso richiesti per soddisfare le esigenze di apparecchiature come valvole e compressori. PPE offre o-ring completamente stampati di largo diametro, che forniscono prestazioni superiori rispetto agli anelli giuntati, con vantaggi quali ridotto rischio di guasto, tolleranze di sezione più stringenti e resistenza alla decompressione esplosiva.

3. Come funziona una soluzione di tenuta personalizzata?

Per garantire prestazioni ottimali, trova un produttore di guarnizioni con un portafoglio di servizi, che possa aiutarti a trovare non solo una soluzione di tenuta adatta, ma anche una guarnizione ad alte prestazioni, in grado di soddisfare le esigenze della tua specifica applicazione. Ciò potrebbe richiedere una guarnizione su misura. Un produttore di guarnizioni esperto è in grado di fornire:

Consulenza

Una consulenza professionale e un servizio di consulenza personalizzato in base alle esigenze specifiche del tuo problema di tenuta, individuando il materiale elastomerico, le dimensioni e le proprietà fisiche ottimali dell’o-ring necessario.

Progettazione di componenti

Dopo la consulenza, è possibile progettare un o-ring dalle dimensioni personalizzate o un componente di tenuta alternativo, in base alle proprietà del materiale elastomerico e alle dimensioni/alla configurazione della scanalatura.  Se l’apparecchiatura stessa è in fase di progettazione, PPE può fornire consigli relativi a parte meccanica, per massimizzare le prestazioni e l’affidabilità di tenuta.

Prove

I materiali dell’o-ring in elastomero sono testati in laboratorio e valutati per fornire il quadro più completo della loro performance nella tua applicazione. L’attrezzatissimo laboratorio dei polimeri di PPE può effettuare diverse prove tra cui: compatibilità chimica, analisi d’insuccesso e valutazione termomeccanica.

Simulazione FEA (Finite Element Analysis)

Le tecniche di simulazione computerizzata possono essere utilizzate per modellare e valutare il comportamento degli o-ring in una varietà di condizioni che rappresentino le applicazioni nella vita reale. L’analisi FEA prevede le prestazioni della guarnizione in un’ambiente virtuale, includendo forze di contatto, deformazione e livelli di sollecitazione/deformazione.

FEA Simulation

O-ring in elastomero presso Precision Polymer Engineering

Per evitarne il deterioramento, assicurati che il tuo o-ring sia stato progettato e prodotto fin dall’inizio sulla base delle esigenze specifiche della tua applicazione. Per il settore petrolifero & del gas, PPE offre o-ring di precisione personalizzati per superare tutte le aspettative in termini di prestazioni in presenza di temperature, pressioni e mezzi chimici critici. Quando non vi è spazio per gli errori, scegli il nostro servizio completo di consulenza insieme all’analisi FEA per garantire prestazioni ottimali dei tuoi o-ring.

Utilizza il nostro form di contatto o trova il contatto di vendita a te più vicino per porre qualsiasi domanda relativa ai nostri servizi e alle prestazioni dei nostri elastomeri.

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