La guarnizione è l'unico elemento che realizza la tenuta in un giunto flangiato. La sua selezione sbagliata porta alla perdita della tenuta nel tempo o in condizioni operative specifiche. La selezione corretta richiede di considerare contemporaneamente tipo di flangia, classe di pressione, temperatura, natura del fluido e metodo di montaggio.
Parametri di Base della Guarnizione
La tenuta di una guarnizione dipende da due parametri fondamentali (ASME Section VIII Appendice 2):
- Fattore m (Gasket Factor): rapporto tra la pressione minima di contatto richiesta sulla guarnizione in esercizio e la pressione interna. Quanto più alto è m, maggiore deve essere la forza di serraggio dei bulloni a parità di pressione operativa.
- y — Pressione minima di sede: pressione di contatto minima da applicare alla guarnizione allo stato di montaggio (senza pressione interna) per realizzare la tenuta. Alta y = guarnizione difficile da comprimere e da "fare sede".
Guarnizioni Non Metalliche
PTFE espanso (e-PTFE): eccellente compatibilità chimica; −200°C ÷ +260°C; bassa pressione di sede; non si indurisce nel tempo. Limite: creep (scorrimento) sotto carichi prolungati richiede serraggio periodico. Adatto per: acidi forti, basi, fluoruri, fluidi farmaceutici.
Grafite flessibile: altissima temperatura (fino a 450°C in ambiente ossidante, oltre 800°C in inerte); ampia compatibilità chimica (non per acidi fortemente ossidanti come HNO₃ concentrato). Sempre usare versione con inserto metallico (316L) per resistenza meccanica e maneggevolezza.
Guarnizione Spiralata (Spiral Wound Gasket — SWG)
Il tipo più diffuso nelle tubazioni di processo. Nastro metallico (316L SST) e nastro di riempimento (grafite flessibile o PTFE) avvolti a spirale alternata. ASME B16.20 standardizza le dimensioni per flange RF da NPS ½ a 60.
Configurazione completa per ASME B16.5 Class 150÷600: anello interno (impedisce collasso verso l'interno, protegge il fluido); corpo spiralato (garantisce la tenuta elastica); anello esterno di centraggio (garantisce la centratura e funge da battuta anti-sovraserraggio). La configurazione senza anello interno è accettabile solo per alcuni servizi a bassa pressione.
La SWG non è riutilizzabile dopo lo smontaggio: la deformazione permanente impedisce una corretta sede al rimontaggio. La sostituzione della guarnizione a ogni smontaggio del giunto è obbligatoria, non opzionale.
Guarnizione Ring Joint (RTJ)
Anello metallico pieno (sezione ovale o ottagonale) per flange con sede a sede RTJ. La tenuta è metallo su metallo — la pressione di contatto concentrata sull'anello è molto elevata. Applicazioni: Class 900 e superiori; alta temperatura e pressione; gas acidi (H₂S); idrogeno ad alta pressione. L'anello deve essere più morbido della flangia (es. anello in ferro dolce per flange in acciaio al carbonio).
Compatibilità Guarnizione-Fluido
| Materiale guarnizione | Compatibile | Non compatibile |
|---|---|---|
| PTFE | Quasi tutti i prodotti chimici, HF | Metalli alcalini fusi, fluoro liquido |
| Grafite flessibile | Vapor acqueo, idrocarburi, acidi diluiti | HNO₃ conc., H₂SO₄ fumante |
| SWG con riempimento grafite | Servizi generali di processo | Acidi fortemente ossidanti |
| SWG con riempimento PTFE | Servizi con cloro, acidi forti | Temperature >260°C |
| RTJ acciaio al carbonio | Gas secchi ad alta pressione | Fluidi acidi o corrosivi |
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