Guarnizioni O-ring resistenti ai prodotti chimici in EPDM e FKM per presse filtranti e macchine per la flottazione

Le presse filtranti e le macchine per la flottazione sono macchinari fondamentali nel trattamento dei minerali, nel trattamento delle acque reflue e nella produzione chimica. Operano in cicli caratterizzati da elevate pressioni ed esposizione a sostanze chimiche aggressive, rendendo l’integrità delle guarnizioni di fondamentale importanza. Le presse filtranti, utilizzate per la separazione solido-liquido, sottopongono le guarnizioni a sospensioni contenenti acidi (ad esempio acido solforico nella lisciviazione del rame), basi (soda caustica nel processo dell’allumina) e agenti ossidanti. Le celle di flottazione, che separano i minerali mediante bolle d’aria, impiegano vari schiumogeni e collezionatori (spesso reagenti organici come i xantati) in un ambiente turbolento e aerato.

Il monomero etilene-propilene-diene (EPDM) è un elastomero apolare rinomato per la sua eccezionale resistenza alle sostanze polari. Offre prestazioni eccellenti con acqua calda e vapore (fino a 150 °C), basi, acidi (inclusi acido fosforico e acido acetico), oli e grassi siliconici e liquidi freno a base alcolica. L'eccellente resistenza all'ozono e agli agenti atmosferici lo rende ideale per installazioni all'aperto. Tuttavia, l'EPDM presenta una resistenza molto scarsa verso oli, grassi e carburanti a base di petrolio, limitandone fortemente l'impiego nei comuni sistemi industriali di lubrificazione.

Il fluorocarbonio (FKM) colma questa lacuna. È altamente resistente a oli, carburanti, composti aromatici e molti solventi organici, oltre a offrire una buona resistenza agli acidi (sebbene non sia universale come l'EPDM nei confronti degli acidi forti). Resiste a temperature più elevate rispetto all'EPDM. Pertanto, la scelta della guarnizione dipende dalla progettazione della macchina: EPDM per le tubazioni di acqua/vapore, le sezioni di lavaggio con acidi o le zone esposte a sostanze chimiche polari; FKM per i sistemi idraulici, i punti di lubrificazione o le sezioni in cui sono presenti fluidi di processo a base di idrocarburi.

Lo standard AS324 definisce tolleranze dimensionali precise per queste guarnizioni, garantendo un montaggio perfetto nelle scanalature delle flange di piastre, telai e raccordi del collettore. Un punto comune di guasto è l’uso di un materiale non adatto in ambienti con fluidi misti. Ad esempio, una pressa filtrante in una miniera russa di potassa potrebbe utilizzare guarnizioni in EPDM sulle tubazioni di spurgo con acqua, ma richiedere guarnizioni in FKM sul meccanismo idraulico di spostamento delle piastre.

Un approccio sistematico prevede:

1. Analisi dei fluidi: catalogare ogni sostanza chimica con cui la guarnizione verrà a contatto, compresi gli agenti detergenti.

2. Mappatura di temperatura e pressione: identificare le condizioni più severe.

3. Valutazione meccanica: considerare la frequenza dei cicli, il movimento delle piastre e la possibile infiltrazione di particelle abrasive.

4. Standardizzazione: utilizzare i numeri di riferimento AS568/AS324 (dash numbers) per ottimizzare l’approvvigionamento.

Le operazioni minerarie nella fascia carbonifera dell'India e nelle regioni fosfatiche degli Stati Uniti hanno introdotto schede di specifica materiale per ogni punto di tenuta sui loro filtri a pressione. Questa pratica, abbinata a ispezioni regolari delle guarnizioni durante la sostituzione delle tele filtranti, ha ridotto i fermi non programmati di oltre il 40%. In alcuni casi, vengono esplorati sigilli in materiali doppi o processi di rivestimento personalizzati per affrontare sfide specifiche in cui un singolo materiale si rivela insufficiente.