Guida alla selezione degli O-ring in EPDM

L'EPDM (gomma a copolimero etilene-propilene-diene) presenta un'eccellente resistenza all'ozono, alle intemperie e all'invecchiamento grazie alla sua struttura saturo della catena principale. Dimostra un'ottima resistenza ai mezzi polari, quali acqua calda, vapore, acidi, basi e oli idraulici a base di esteri fosforici, ma subisce un rigonfiamento significativo negli oli e nei carburanti a base di petrolio. Il suo intervallo di temperatura operativa standard è approssimativamente –50°C a +150 °°C, rendendolo una scelta ideale per i sistemi di raffreddamento automobilistici, i tubi da esterno e le apparecchiature per il trattamento delle acque.

Nella scelta di una guarnizione toroidale in EPDM, è necessaria una valutazione sistematica: 1) Compatibilità con il mezzo: verificare il tipo di fluido (in particolare il valore pH e le proprietà ossidanti); 2) Profilo termico: includere le temperature di esercizio continue e i picchi dei cicli termici; 3) Pressione e comportamento dinamico: differenze progettuali tra guarnizioni statiche e guarnizioni oscillanti/rotanti; 4) Conformità alle norme: la ‘AA ’ o ‘BA ’ codifica di classificazione dell’EPDM nella norma ASTM D2000 ne definisce il livello prestazionale di base.

Le tipiche proprietà fisiche dell'EPDM includono: resistenza a trazione compresa tra 7 e 21 MPa, allungamento a rottura compreso tra il 100% e il 600%, e una durezza generalmente compresa tra 40 e 90 Shore A. La scelta della durezza dipende dall’applicazione: una durezza inferiore (40–60 Shore A) è utilizzata per guarnizioni statiche e in scenari a bassa pressione, al fine di garantire un’aderenza migliore; una durezza superiore (70–90 Shore A) è impiegata per guarnizioni dinamiche o in ambienti ad alta pressione, dove sussiste il rischio di estrusione. La sua eccellente resistenza alla deformazione permanente indotta da compressione (dove composti di alta qualità possono mantenere valori inferiori al 25% dopo il test eseguito a 150 °C × 70 ore) è fondamentale per prestazioni affidabili in applicazioni con cicli termici.

Esempio di EPDM ’s tolleranza verso specifici mezzi (basata sulla percentuale di variazione di volume, norma di prova ASTM D471):

· Acqua (100 °°C, 70 ore): +2% ÷ +8%

· Acido fosforico (10%, temperatura ambiente): +1% ÷ +5%

· Idrossido di sodio (20%, 70 °°C): +0,5% ÷ +4%

· Acetone (temperatura ambiente): non raccomandato (gonfiamento > 30%, degradazione grave).

· Fluidi idraulici a base di petrolio (HM, 100 °°C): Non compatibili (gonfiore > 50%, riduzione significativa della resistenza).

EPDM ’la sua eccezionale resistenza alle intemperie ha permesso di superare numerosi test di invecchiamento accelerato: dopo 100 °C × 70 ore di invecchiamento in aria calda, la variazione della resistenza a trazione è tipicamente inferiore al ±20%; nel test sull’ozono ASTM D1149 ’ (50 pphm, 40 °°C, allungamento del 20%), formulazioni di EPDM di alta qualità possono ottenere assenza di fessurazioni. Secondo gli standard di settore, ISO 1629 lo classifica come ‘EPM ’ o ‘EPDM ’, mentre SAE J200/ASTM D2000 definisce ‘AA ’ o ‘BA ’ tipi lineari (ad esempio AA615) in base alla loro stabilità termica fondamentale, alla resistenza agli oli (limitata agli oli polari) e ai requisiti relativi alle proprietà fisiche.

Le guarnizioni in EPDM sono ampiamente utilizzate in: sistemi di riscaldamento e climatizzazione (resistenti all’acqua calda/ai refrigeranti), sistemi frenanti automobilistici (resistenti al liquido freno DOT 3/4), guarnizioni per porte di lavatrici (resistenti a detergenti e ozono), valvole per vapore a bassa pressione (resistenti all’invecchiamento termico-ossidativo) e guarnizioni per involucri di inverter solari (resistenti ad ambienti umidi). Non sono adatte per alcuna applicazione che preveda il contatto con oli minerali, carburanti o grassi.

Nell’applicazione di guarnizioni di tenuta per scambiatori di calore a piastre, l’EPDM è ampiamente utilizzato grazie alla sua resistenza all’acqua calda e ai detergenti anticalcare (acidi/alcalini). La modalità tipica di guasto non è l’usura, bensì una riduzione della forza di tenuta causata dal rilassamento termico dello sforzo o da un precoce indurimento fragile dovuto ai residui di cloro (il “fenomeno di fragilità indotta dal cloro ” fenomeno). Pertanto, nella selezione di un prodotto, occorre prestare attenzione non solo alle prestazioni standard, ma anche alla composizione della mescola ’i rapporti sulla formulazione resistente al calore e sui test di compatibilità per i detergenti.