Grassi e Oli Lubrificanti per Valvole Pneumatiche
Un film lubrificante resistente e a basso attrito

La lubrificazione delle valvole  pneumatiche si fonda su due principi fondamentali:

• Riduzione dell'attrito tra corpo valvola e guarnizioni dinamiche
• Compensazione  del decadimento dell'effetto sigillatura a causa del deterioramento delle guarnizioni.

Gli anelli di tenuta nelle valvole pneumatiche svolgono il fondamentale ruolo di isolamento delle camere in pressione in un contesto dinamico sbilanciato verso frequenze e velocità di funzionamento più elevate e con corse ridotte rispetto ai cilindri pneumatici.

Sebbene i circuiti di aria compressa siano dotati di un sistema di lubrificazione ad olio (per favorire la riduzione degli attriti radenti dei componenti di intercettazione e azionamento dell'aria),  le richieste di mercato sono proiettate più verso una maggior durata e affidabilità , con particolare attenzione alla scelta del grasso lubrificante da usare tra guarnizione e corpo valvola.

In assenza di un film lubrificante omogeneo gli o-ring , le guarnizioni e gli anelli di tenuta vanno incontro ad un rapido deterioramento. Per questo motivo  è necessario avvolgere le stesse con un  grasso lubrificante progettato per:

• Limitare i coefficienti di attrito statico e dinamico tra tenuta e corpo valvola
• Favorire l'inserzione nelle sedi di alloggiamento senza danneggiare i profili di tenuta
• Resistere ai processi di dilavamento generati dalle differenze di pressione
• Contribuire al mantenimento in posizione della guarnizione
• Migliorare l'efficienza di funzionamento limitando le perdite d'aria.

La garanzia di una funzionamento regolare della valvola può avvenire solo attraverso la verifica della compatibilità tra lubrificante e materiale della  guarnizione.

Il coefficiente d'attrito gomma-metallo  è tra i più elevati, che ci siano: se da un lato questa condizione, insieme al valore della durezza della guarnizione, è stabilito dal progettista per garantire "l'effetto tenuta", dall'altro solleva una potenziale minaccia di usura.

La scelta del grasso lubrificante guarnizione-corpo in una valvola pneumatica passa attraverso l'analisi del contesto applicativo e del sistema tribologico nel suo complesso:

• Intervallo termico di esercizio
• Tipologia di fluidi intercettati (per esempio l'ossigeno)
• Contatto accidentale con alimenti (certificazione NSF H1)
• Eventuali incompatibilità con il servizio (come ad esempio per le valvole impiegate nel settore verniciatura)  o con i grassi siliconici
• Tipologia di materiali delle guarnizioni.

I materiali più utilizzati per la fabbricazione delle guarnizioni nelle valvole pneumatiche sono scelti a seconda  del servizio e del contesto applicativo:

• NBR (nitrilica)
• HNBR (nitrilica idrogenata)
• PUR (poliuretanica)
• EPDM
• FKM (Fluorurata)
• SIL ( Siliconica)

È opportuno  valutare sempre a priori i rischi di interazione tra lubrificante e guarnizione  per evitare che le tenute possano perdere le proprietà meccaniche originarie.

In questa presentazione viene trattato il caso delle guarnizioni in EPDM  a contatto con oli minerali e PAO e le catastrofiche conseguenze che questo abbinamento può generare.

Particolare attenzione deve essere riservata anche alle guarnizioni in NBR, le quali sono solitamente indicate per il contatto con grassi lubrificanti minerali o PAO. Vi sono però alcune formulazioni  che tendono a incrementare il loro volume e la loro durezza provocando il blocco delle valvole !