Valvole a clapet: l'importanza delle guarnizioni

Valvola di ritegno a disco Wafer
Valvola di ritegno a disco Wafer

Cosa sono le valvole a clapet?

Le valvole a clapet sono valvole di ritegno che, mediante l’azione di un organo meccanico, blocca il reflusso dei fluidi condotti all’interno dell’impianto.
Tali valvole, realizzate solitamente in acciaio inossidabile austenitico della serie AISI 316L, sono molto utilizzate quando si vuole un passaggio quasi totale del fluido.
Come detto, assume particolare importanza l’organo meccanico che blocca il retro-flusso ma anche l’utilizzo di guarnizioni in materiale plastico non è secondario né per queste particolari valvole a clapet né tantomeno in tutte le applicazioni dove è richiesta una certa tenuta.

Le guarnizioni: valvole ma non solo!

“Una guarnizione è un elemento che viene interposto tra due superfici per evitare il passaggio di un fluido (liquido o gas) tra di esse”
Quando si parla di guarnizioni, si entra a contatto con un mondo vario e in continua espansione. Nella vita di tutti i giorni è facile trovarsi ad interagire con questi componenti: non è usuale sostituire valvole a clapet ma, può esserlo, dover sostituire tali elementi per far funzionare propriamente, ad esempio, gli elettrodomestici!
Generalmente, le guarnizioni vengono suddivise tra “statiche” e “dinamiche” in base al fatto che le superfici con cui entrano in contatto siano ferme o si trovino in movimento relativo tra loro. Scegliere correttamente il materiale con cui realizzare le guarnizioni necessarie per un componente o un impianto è fondamentale per evitare qualsiasi problema di tenuta e garantire un elevato livello di sicurezza. Infatti, è famoso il caso dello shuttle Challenger: la scelta sbagliata delle condizioni di decollo portarono alla rottura di una guarnizione O-Ring e all’esplosione della navicella, causando la morte di sette persone.

La scelta del materiale per le guarnizioni

Come si evince dall‘esempio sopra citato, la scelta dei materiali con cui realizzare le guarnizioni può essere anche complessa. Le indicazioni da seguire sono principalmente le seguenti:
- Avere un certo grado di morbidezza per adattarsi alle superfici;
- Deve resistere chimicamente al fluido veicolato e non attaccare le superfici in contatto;
- Possedere una certa resistenza alle temperature (alte o basse che siano) o le pressioni in gioco;
- In applicazioni dinamiche, deve resistere all’attrito e all’usura.

Tra i materiali più utilizzati ci sono sicuramente:
- PTFE: politetrafluoroetilene, più comunemente conosciuto come teflon. Non è l’unico materiale polimerico utilizzabile ma è il più comune e può essere usato da solo o con particolari additivi che ne migliorano le proprietà;
- Materiali elastomerici: ad esempio mescole come NBR molto usate per gli O-ring;
- Materiali metallici: in acciaio inossidabile, alluminio, rame e altri;
- Prodotti naturali: come, ad esempio, carta e canapa.
Per le valvole a clapet il materiale più adatto e utilizzato è sicuramente il PTFE: tale materiale polimerico garantisce un buon compromesso tra proprietà meccaniche resistenziali in temperatura (fino a circa 260°C) e proprietà chimiche, mostrandosi adatto per tali applicazioni. Inoltre, è anche un materiale isolante.