Cartoni isolanti per alte temperature: caratteristiche tecniche e usi
Sono molti i contesti professionali in cui si necessita l’uso di prodotti specificatamente studiati per resistere a temperature di enorme portata.
Uno dei materiali utilizzati per la produzione di guarnizioni industriali per alte temperature per l’impiego in situazioni che implicano la presenza di alte temperature sono ad esempio i cartoni isolanti e, nello specifico, i cartoni isolanti per alte temperature; questi materiali garantiscono una tenuta ottimale dei fluidi o gas che corrono nelle condutture e nei raccordi cui sono applicate le guarnizioni, sono ideali e molto richiesti in caso di utilizzo per situazioni di alto stress termico, con temperature che possono arrivare a 450°.
Nei prossimi paragrafi del nostro articolo andremo alla loro scoperta, analizzando nel contempo alcune applicazioni comuni che li vedono come materiali di punta. Restando in tema di prodotti idonei all’utilizzo con le alte temperature andremo inoltre alla scoperta di alcune tipologie di guarnizioni industriali adatte a tale finalità.
Sommario:
Cartoni isolanti per alte temperature: caratteristiche tecniche e usi
Che cosa sono i cartoni isolanti per alte temperature
Non solo guarnizioni per alte temperature
Cartone alte temperature e fibra vulcanizzata: differenze
Alte temperature: come incidono sulle guarnizioni
Tipologie di guarnizioni per alte temperature
Guarnizioni industriali a Milano: rivolgiti all’esperienza di Betelli
Che cosa sono i cartoni isolanti per alte temperature
Quando si parla di cartoni isolanti destinati alle alte temperature, non ci si riferisce naturalmente a dei semplici cartoni per uso comune, come quelli che vengono impiegati come materiale per produrre scatole e scatoloni.
Con cartoni isolanti per alte temperature si intendono dei cartoni pressati a elevata densità (la compressione consente di ridurre la presenza d’aria e quindi ostacolare l’incendio della guarnizione), addizionati con materiali che ne alzano il punto di infiammabilità.
In virtù delle proprietà fisiche che li contraddistinguono, i cartoni isolanti per alte temperature sono indicati non solo per applicazioni relative alle guarnizioni industriali, ma anche per la produzione di molti altri articoli tecnici e per la costruzione delle rondelle industriali.
Simili prodotti trovano applicazione anche nel settore elettrotecnico, ad esempio nella costruzione degli interruttori elettrici a membrana, in cavi e conduttori, quindi in generale nelle macchine elettriche statiche e rotanti.
Ancora, i cartoni isolanti per alte temperature si utilizzano nel campo automobilistico e motoristico in generale per realizzare guarnizioni per alte temperature come ad esempio quelle dei carburatori dei motori a benzina (in quelli di qualche anno fa, giacché oggigiorno il carburatore è stato totalmente soppiantato dai sistemi di iniezione meccanica e soprattutto elettronica) e anche nelle guarnizioni per le pompe di benzina meccaniche a camma e membrana, ovvero in quelle elettriche.
Sempre nel settore automotive, le guarnizioni in carta trovano impiego come guarnizioni del coperchio delle punterie, di depressori del servofreno dei motori diesel, della coppa del motore, del collettore di aspirazione e per altre applicazioni fuorché la guarnizione della testata, che notoriamente è sottoposta a forti temperature ed è opportuno sia di metallo o materiali a base metallica.
Non solo guarnizioni per alte temperature
Ma cartoni isolanti per alte temperature non significano esclusivamente guarnizioni industriali: esistono anche cartoni isolanti per alte temperature prodotti per la realizzazione di particolari meccanici quali ingranaggi o giunti e per l’isolamento elettrico nei settori ferroviario e navale.
Quindi si può considerare il cartone isolante per alte temperature come un materiale universalmente utile, ben adattabile anche per la sua realizzazione in molte varianti studiate per incontrare situazioni eterogenee caratterizzate da una temperatura più o meno elevata.
Il cartone isolante per alte temperature può trovare applicazione in situazioni che comprendono:
- impieghi generici a media compressibilità, con temperatura di lavoro fino a 150 °C;
- come isolante dielettrico per alte temperature, macchine elettriche rotative (o motori elettrici, che dir si voglia) trasformatori e autotrasformatori, bobine elettriche, dove le temperature di lavoro siano comprese entro 220 °C;
- impieghi motoristici nelle guarnizioni poste a sigillare zone dove le temperature di lavoro rimangono entro i 250 °C;
- impieghi a temperature elevate a contatto con il vapore, ad esempio in tubazioni e raccorderie per turbine a vapore, condensatori, scambiatori di calore e impianti per stirerie industriali, dove si opera con temperature fino a 360 °C;
- diversi impieghi impegnativi a temperature elevate, fino a 400 °C, dove sia richiesto trattare liquidi e vapori ad alta temperatura;
- impieghi industriali estremamente gravosi, come ad esempio la tenuta in impianti che veicolano vapori caldissimi, fino a 450 °C, come quelli prodotti negli impianti solari termodinamici di grandi dimensioni e nel settore industriale.
Per ogni campo di temperatura vengono prodotti cartoni isolanti per alte temperature con specifiche proprietà meccaniche, chimiche e fisiche.
Cartone alte temperature e fibra vulcanizzata: differenze
Per quanto sia sostanzialmente un cartone e quindi un prodotto a base di cellulosa, il cartone isolante per alte temperature non va confuso con la fibra rossa e la fibra grigia utilizzate anch’esse nella costruzione delle guarnizioni industriali; in fatti questi ultimi sono cartoni particolarmente rigidi, ottenuti dalla miscelazione di vari tipi di cellulosa con coloranti, collanti, ritentivi e accoppiati allo stato umido mediante forte compressione meccanica.
Grazie alla qualità delle fibre e alle caratteristiche meccaniche, sono particolarmente adatti alla tranciatura, piegatura e stampatura, ma le guarnizioni ottenute da essi sono idonee alla produzione di guarnizioni di tenuta per usi generici e a temperature che di solito non superano i 100 °C. Un esempio tipico si trova nelle tubazioni dell’acqua sanitaria o del riscaldamento.
Alte temperature: come incidono sulle guarnizioni
Come è risaputo, le guarnizioni industriali sono delle componenti di tenuta che vengono in genere posizionate tra substrati separati per far sì che non si manifestino perdite quando questi ultimi sono collegati l’uno all’altro. Le guarnizioni per alte temperature devono essere per forza di cose contraddistinte da una eccellente resistenza a temperature estreme, a pressioni di grande portata e a usura costante.
Queste componenti devono quindi essere progettate in maniera tale da riuscire a essere adottabili nei più svariati ambienti e in altrettante applicazioni. Oggi come oggi, oltre ai già ampiamente analizzati cartoni isolanti e alla fibra vulcanizzata, esiste una varietà di materiali disponibili per la loro produzione, cosa che amplia in maniera significativa il ventaglio di utilizzi delle guarnizioni per alte temperature.
Le si trova ad esempio con crescente frequenza in ambiti quali il settore automobilistico, quello aerospaziale, quello marittimo ma anche nei macchinari usati nelle fabbriche, nei centri di produzione e negli impianti. A prescindere dallo specifico contesto applicativo, la cosa certa è che questo tipo di guarnizioni industriali deve essere per forza di cose dotato di proprietà meccaniche tali da riuscire a funzionare efficacemente anche negli ambienti più estremi, a contatto con temperature che possono spingersi fino agli oltre 400 °C.
Come si raggiungono in concreto simili proprietà di eccellente resistenza? È bene sapere che per qualsiasi materiale esiste un limite di bassa o di alta temperatura, raggiunto il quale il materiale stesso cede inevitabilmente.
Per evitare possibili guasti, assicurandosi così che le rispettive proprietà meccaniche siano in grado di resistere anche alle più alte temperature, le guarnizioni industriali devono contenere specifici composti capaci di garantire tali caratteristiche di resistenza. A ogni modo, è importante conoscere il limite di temperatura delle singole guarnizioni prima della loro applicazione, in modo da evitare rotture alle componenti su cui vengono utilizzate.
Tipologie di guarnizioni per alte temperature
Oltre alla già citata fibra vulcanizzata esistono svariate altre tipologie di materiale per la realizzazione di guarnizioni per alte temperature. Come è facilmente intuibile, la scelta del materiale più opportuno varia a seconda della destinazione d’uso finale delle guarnizioni, in rapporto alle diverse temperature d’esercizio con cui le componenti si trovano a interagire.
Passiamo in rassegna alcuni tra i principali materiali che, oltre ai cartoni isolanti e alla fibra vulcanizzata, vengono diffusamente utilizzati per la realizzazione di guarnizioni per alte temperature:
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- Poliestere NOMEX®. Il poliestere è un polimero sintetico di poliammide contraddistinto da una buona stabilità termica. Il materiale presenta inoltre caratteristiche di rigidità, di eccellente resistenza meccanica e di compatibilità chimica. Risulta insensibile all’umidità ed è resistente alla fiamma e alle radiazioni. Il poliestere trova essenzialmente applicazione come isolante dielettrico per alte temperature, in motori elettrici, trasformatori e prodotti analoghi. Resiste a temperature che si spingono fino ai 220°C.
- Templex: Si tratta di un materiale in rotolo realizzato con fibre minerali ed elastomero NBR. Si caratterizza per un’elevata densità, per l’omogeneità e per una bassa compressibilità oltre che una bassa plasticità. A livello di applicazioni, un materiale come il Templex viene abitualmente utilizzato nel settore motoristico per la produzione di componenti quali coperchi, carter, pompe, collettori di aspirazione e flange. Il materiale viene inoltre usato come riempitivo per guarnizioni metalloplastiche nei casi in cui sia richiesto un elevato grado di stabilità dimensionale. Resiste a temperature che si spingono fino a un massimo di 250 °C.
- Flexoid – Guarnital. Questo materiale, costituito da cellulosiche impregnate con gelatine plasticizzate, è indicato per utilizzi universali. Una sua peculiarità si riscontra nell’ottimo rapporto costo-prestazioni, cosa che lo rende particolarmente apprezzato da importanti costruttori motoristici al primo montaggio. Il Flexoid – Guarnital risulta ad esempio un materiale particolarmente idoneo per guarnizioni di tenuta di carburatori, di pompe benzina, di pompe olio, di carter, di coperchi di chiusura, di termostati e di pompe acqua raffreddamento, di gruppi di trasmissione, di scatole guida, di differenziali e di cambi. Resiste a temperature che si spingono fino a un massimo di 120 °C.
- Poliestere Mylar ®. Ottenuto dal polietilentereftalato, si tratta di un film trasparente, flessibile, decisamente forte e duraturo nel tempo. Queste caratteristiche lo rendono idoneo a molteplici applicazioni industriali, sebbene trovi la sua più ampia diffusione nell’industria elettromeccanica. Il film poliestere MYLAR® è inoltre in grado di offrire una eccellente resistenza agli urti, agli strappi e alla trazione. In virtù delle sue proprietà viene utilizzato senza riscontrare problematiche di alcun tipo, a contatto con elementi quali acqua, vapore, oli e acidi grassi. A livello di applicazioni lo si trova in componenti quali cavi, conduttori elettrici, macchine elettriche e trasformatori. Il materiale è capace di resistere a temperature che si spingono fino a oltre 150° C.
- Bachelite (Resina Fenolica). È un prodotto con molteplici usi, in svariati settori. La resina fenolica è un termoindurente chimico-organico, chimicamente inerte, dimensionalmente stabile e con una struttura cellulare estremamente fine. Questo tipo di prodotto spicca per le sue caratteristiche di lavorabilità oltre che per le buone proprietà dielettriche. Si tratta di un ottimo materiale per la costruzione di medi e di piccoli ingranaggi silenziosi, di pezzi complessi e di supporti, in particolar modo in settori quali quello ferroviario e navale, in virtù delle sue apprezzate caratteristiche tecniche.
- Betaflex: Si tratta di un materiale in rotolo realizzato con fibre cellulosiche e legante elastomerico NBR e SBR. Siamo dinanzi a un prodotto di alta qualità in grado di garantire la massima sigillabilità dei piani di contatto, anche in presenza di piani irregolari. A livello di applicazioni, un materiale come il Betaflex viene particolarmente usato per la produzione di guarnizioni destinate all’ambito motoristico. Resiste a temperature che si spingono fino a un massimo di 150 °C.
- Lateroid Presspan. Composto da cellulosa al solfato, questo tipo di materiale offre un’elevata resistenza meccanica alla compressione, alla lacerazione, al taglio e al calore. Le ottime caratteristiche si devono principalmente al fatto che il Lateroid Presspan viene realizzato con materie prime fibrose purissime selezionate tra qualità molto pregiate di cellulosa. Il materiale viene diffusamente utilizzato nell’industria elettrica in generale, in special modo nella produzione di nella fabbricazione di trasformatori di bassa tensione e di motori. Resiste a temperature che si spingono fino a un massimo di 130 °C.
Guarnizioni industriali a Milano: rivolgiti all’esperienza di Betelli
Betelli Srl a Lacchiarella (MI) è il punto di riferimento per chi cerca, a Milano e dintorni, guarnizioni per alte temperature e produce tutti i tipi di guarnizioni industriali ed anche articoli tecnici, distanziali e rondelle.
Dal 1960, Betelli è un’azienda leader nella produzione di guarnizioni industriali, rondelle, distanziali e o-ring con macchinari moderni che impiegano le più recenti e innovative tecnologie produttive e offre, relativamente alle guarnizioni industriali, svariate soluzioni che impiegano tutti i materiali necessari al settore industriale e a quello del trasporto, tra cui cartoni isolanti per alte temperature, fibra di cellulosa, tessuto, gomma, metallo, sughero e altro ancora.
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