1. Acqua calda: EPDM reticolato a perossido in prima scelta

Il rischio principale nelle condizioni operative con acqua calda non è la "corrosione chimica", bensì la deformazione permanente da compressione a lungo termine a temperature elevate, l'indurimento, i precipitati, l'invecchiamento e le sollecitazioni dovute all'installazione.

Per l'acqua fredda ordinaria, l'acqua calda per uso domestico, l'acqua per riscaldamento a pavimento, gli scambiatori di calore, le apparecchiature per acqua potabile, le valvole, le pompe e i contatori dell'acqua, l'ordine di preferenza raccomandato è generalmente il seguente:

Nei materiali Trelleborg per applicazioni idriche e sanitarie, l’EPDM utilizzato per cloro, ammoniaca, acqua calda e vapore è elencato insieme agli enti di certificazione applicabili, quali NSF, KTW e WRAS. Tuttavia, va altresì indicato il limite dell’EPDM: non è resistente all’olio minerale, all’olio combustibile, ai lubrificanti a base di petrolio e alla maggior parte dei mezzi idrocarburici; anche la sezione relativa ai limiti EPDM di ERIKS include esplicitamente petrolio, benzina, cherosene, olio minerale, ecc.

Raccomandazione pratica: acqua calda O-rings non si dovrebbe semplicemente scrivere "EPDM 70." Una descrizione di specifica più adeguata è: EPDM 70 Shore A, vulcanizzato al perossido, adatto per acqua calda/acqua potabile, basso abbassamento di compressione, conforme a NSF 61/WRAS/KTW/FDA 21 CFR 177.2600. La norma FDA 21 CFR 177.2600 si applica alle condizioni d’uso dei "prodotti in gomma per uso ripetuto" nella produzione, lavorazione, imballaggio e trasporto alimentare.

2. Acqua surriscaldata: l’EPDM è ancora utilizzabile, ma la qualità deve essere migliorata

L’acqua surriscaldata non è semplice acqua calda.

In genere indica acqua liquida mantenuta sotto pressione a temperature superiori a 100 °C, ad esempio per sterilizzazione ad alta temperatura, scambio termico chiuso, circolazione di acqua calda negli impianti alimentari, acqua di reintegro per caldaie o acqua calda per processi industriali. In questo scenario, le guarnizioni toroidali (O-ring) devono affrontare tre problemi: primo, quando la temperatura supera la zona di idoneità a lungo termine dell’EPDM standard, l’abbassamento di compressione accelera; secondo, l’acqua può contenere alcali, fosfati, solfiti, ammine o agenti disossidanti; terzo, i cicli di pressione possono causare la O-ring espandersi e contrarsi ripetutamente a causa dell'espansione/contrazione termica, causando allentamento della superficie di tenuta.

Logica di raccomandazione:

La guida alla compatibilità chimica di IPEX osserva inoltre che la scelta dell’elastomero è determinata congiuntamente dalla chimica, dalla temperatura e dalle proprietà meccaniche; i risultati dei test di immersione non possono essere applicati incondizionatamente a condizioni di tenuta soggette a sollecitazioni meccaniche o termiche continue, e prodotti chimici combinati e condizioni operative reali richiedono comunque una verifica indipendente.

3. Vapore: Priorità "EPDM reticolato a perossido, grado vapore", non utilizzare direttamente FKM ordinario

Il vapore è un mezzo facilmente oggetto di errata valutazione nei sistemi idrici. L’idoneità all’acqua calda non implica necessariamente idoneità al vapore.

Il vapore provoca un invecchiamento termico più intenso, variazioni di volume, deformazione permanente sotto compressione e danni rapidi dovuti alla rapida riduzione della pressione. SIP, sterilizzazione alimentare/farmaceutica, valvole per vapore da caldaia e percorsi di ritorno del condensato devono tutti essere gestiti con particolare attenzione.

Priorità raccomandata:

La conclusione correlata di Trelleborg sui test CIP/SIP mostra che i materiali EPDM selezionati performano eccellentemente nella maggior parte dei fluidi CIP e nel vapore surriscaldato, ma formulazioni diverse dello stesso polimero base possono dare risultati molto diversi. Questi dati indicano inoltre che il FKM standard mostra sensibilità rispetto al tempo di esposizione al vapore, mentre il FKM prioritario resiste a temperature più elevate di vapore; il FFKM offre invece le prestazioni migliori e supera la validazione con vapore ad alta temperatura nelle condizioni più estreme.

Errore comune: molti clienti ritengono che l’FKM, avendo un’elevata resistenza alle alte temperature, sia più resistente dell’EPDM. Questa valutazione è incompleta. L’FKM offre ottime prestazioni in presenza di olio, carburante, numerosi prodotti chimici e aria ad alta temperatura, ma nei sistemi a vapore/acqua calda l’FKM standard non è spesso la scelta prioritaria; le tenute per vapore richiedono soprattutto stabilità all’idrolisi da acqua, basso set di compressione e una formulazione di grado specifico, non semplicemente la massima tolleranza termica.

4. Acqua clorata, acqua per piscine, acqua con biossido di cloro: utilizzare EPDM "resistente al cloro/resistente alla cloramina"; non sostituire con EPDM ordinario

L’acqua clorata non è un mezzo fisso.

Potrebbe trattarsi di acqua potabile con residuo cloruro basso, di acqua per piscine, di acqua disinfettante contenente biossido di cloro oppure di soluzione dosata ad alta concentrazione di ipoclorito di sodio. Concentrazione e pH diversi determinano un’azione distruttiva completamente diversa sugli O-ring.

L’efficacia della disinfezione con cloro dipende dalla sua forma, dalla concentrazione e dal tempo di contatto; l’acido ipocloroso (HOCl) è più efficace rispetto allo ione ipoclorito (OCl⁻), e il pH modifica il rapporto tra le due specie. L’UK Drinking Water Inspectorate osserva che il rapporto di formazione del cloro è solitamente correlato alle condizioni di pH favorevoli alla formazione dell’acido ipocloroso. Anche la guida australiana per l’acqua potabile precisa che, a 25 °C, quando il pH è inferiore a 7,5 prevale l’acido ipocloroso, mentre per valori di pH superiori a 7,5 prevale lo ione ipoclorito; la disinfezione risulta più efficace a pH basso.

Raccomandazioni per scenari con acqua clorata:

L’EPDM per acque piscina di Trelleborg è specificamente progettato per piscine, spa, sistemi di filtrazione e acqua potabile, con resistenza prolungata a cloro e cloramine; dispone di certificazioni FDA e NSF61 ed è testato secondo la norma ASTM D6284 per resistenza a cloro e cloramine. Parker anche la ricerca sui materiali per guarnizioni resistenti alle cloramine dimostra che, in soluzione di cloramina totale a 50 ppm a 70 °C, alcuni elastomeri certificati NSF mostrano degrado e gonfiore seri dopo 8 settimane di esposizione, mentre le formulazioni specifiche resistenti alle cloramine offrono prestazioni significativamente migliori.

Conclusione chiave: per i clienti del settore piscine, trattamento acque e acqua potabile, il termine raccomandato non è "EPDM resistente al cloro", ma deve essere: EPDM resistente a cloro/cloramina, vulcanizzato al perossido e certificato per contatto con acqua.

5. Ipoclorito di sodio (NaClO): EPDM utilizzabile a bassa concentrazione; a elevata concentrazione e/o alta temperatura passare a FKM, FFKM o PTFE

L’ipoclorito di sodio è il mezzo principale in molti impianti di disinfezione, sistemi CIP, dispositivi per la dosatura in piscine e per l’addizionamento all’acqua potabile. Non va confuso con l’"acqua a basso residuo di cloro" — una singola condizione operativa.

La tabella di compatibilità EPDM/FKM di IPEX la definisce come segue: 1 = altamente resistente, 2 = resistenza limitata, 3 = non resistente. Secondo i dati forniti, l’EPDM in soluzione all’12,5 % di ipoclorito di sodio mostra resistenza pari a 2 sia a 20 °C che a 40 °C; in soluzione al 3 % di ipoclorito di sodio, la resistenza è 1 a 20 °C, 2 a 40 °C e 3 a 60 °C. Per lo stesso set di dati, il FKM in soluzione all’12,5 % e al 3 % di ipoclorito di sodio mostra resistenza pari a 1 a 20 °C e a 40 °C, e pari a 2 a 60 °C.

Questo illustra un problema pratico: a temperatura ambiente, l'EPDM potrebbe essere utilizzabile con NaClO a bassa concentrazione; tuttavia, all'aumentare della temperatura o della concentrazione, il margine di sicurezza dell'EPDM comune diminuisce rapidamente.

Logica di raccomandazione:

Un'ulteriore nota: l'ipoclorito di sodio si decompone spontaneamente e la velocità di decomposizione è influenzata da calore, luce e concentrazione; i dati dell'EPA indicano che l'ipoclorito di sodio esposto all'aria si decompone lentamente, mentre concentrazioni elevate e temperature più alte accelerano tale processo, così come l'esposizione alla luce solare. Ciò rende impossibile valutare con un singolo valore "NaClO" il contenuto effettivo di cloro, ipoclorito, cloro libero, ossigeno disciolto e ambiente alcalino ad alto pH nel sistema di dosaggio.

6. Ozono: l'EPDM resiste bene all'ozono, ma per acqua ozonizzata ad alta concentrazione o gas ozono è comunque necessaria una selezione accurata

Il vantaggio classico dell'EPDM è la resistenza all'ozono, ai raggi UV e all'invecchiamento. Trelleborg descrive esplicitamente l'EPDM come materiale con buona resistenza termica, all'ozono e all'invecchiamento. Tuttavia, negli impianti a ozono il rischio dipende dalla quantità di ozono presente nell'aria, dal gas ozono o dall'acqua ozonizzata disciolta, nonché dalla concentrazione, temperatura, umidità e tempo di permanenza.

I dati IPEX mostrano che l'EPDM esposto all'acqua saturata di ozono a 20 °C e 40 °C ha un valore pari a 1, mentre a 60 °C sale a 2; ciò significa che l'EPDM può essere utilizzato in ambienti a bassa temperatura con ozono, ma la fiducia nelle sue prestazioni diminuisce al crescere della temperatura. Anche i dati forniti dai produttori di apparecchiature per l'ozono sottolineano che le prestazioni reali dipendono dall'aria secca/umida, dall'acqua, dalla concentrazione di ozono e dal fatto che il materiale sia specificamente modificato per l'ozono e adatto all'applicazione prevista.

Raccomandazioni sulle condizioni operative con ozono:

La guida assoluta alla compatibilità dei materiali con l’ozono include PTFE/PFA, acciaio inossidabile, PP/PE e Viton; per l’acqua ozonizzata si raccomanda l’acciaio inossidabile 316, il PTFE, il PTFE/PFA e il vetro/quarzo; tra i materiali da evitare figurano Kalrez, Kynar, PTFE/PFA, Viton ecc. La lista dei materiali per l’ozono di Ozcon include inoltre EPDM e FKM come materiali di classe A nelle condizioni tipiche di ozono in fase acquosa o gassosa, sottolineando che tale classificazione vale approssimativamente nell’intervallo di temperatura 20–30 °C, a pH prossimo al neutro e con ipotesi di basso stress meccanico, richiedendo tuttavia verifica specifica della formulazione e della temperatura.

La conclusione pratica relativa alle vendite/selezioni è la seguente: non si può affermare semplicemente che «l’EPDM è sicuramente idoneo» per le apparecchiature per l’ozono. Una formulazione più precisa è: per l’acqua ozonizzata a bassa concentrazione e a temperatura ambiente si può scegliere EPDM di grado ozono; per concentrazioni elevate, umidità elevata, uscita del generatore di ozono o requisiti di lunga durata, si dà priorità a FKM, FFKM e PTFE/PFA.

7. Liquido refrigerante: EPDM generalmente adatto alla soluzione acquosa di glicole etilenico/glicole propilenico, ma fare attenzione all’olio

I sistemi di controllo della temperatura per HVAC, raffreddamento, raffreddamento del motore, schede elettroniche, pompe e valvole spesso utilizzano liquidi refrigeranti a base di glicole etilenico o glicole propilenico. Il mezzo principale qui non è "acqua", bensì acqua + glicole/alcole diidrico + inibitore di corrosione + antischiuma + colorante + eventuale contaminazione da olio.

L’EPDM presenta vantaggi nei confronti di acqua calda, vapore, precipitati, acqua di raffreddamento del motore, acidi e alcali; ERIKS elenca inoltre l’EPDM come idoneo per acqua calda/vapore, CIP/SIP, acqua di raffreddamento del motore, alcoli e mezzi simili. Tuttavia, non appena i sistemi di raffreddamento vengono contaminati da olio minerale, lubrificante, olio per compressori o idrocarburi, l’EPDM si gonfia, ammorbidisce o perde funzionalità, poiché l’EPDM non è chiaramente resistente all’olio.

Consiglio:

8. Acqua per caldaie e condensato di vapore: non semplice acqua calda

L’acqua per caldaie, il condensato di vapore, l’acqua di reintegro e i sistemi di scarico contengono spesso:

Regolatore di alcalinità, fosfato, solfito, sostituto dell’idrazina, ammina, disossidante, ossigeno disciolto, particelle di ferro e impatti termici periodici ad alta temperatura.

L’ordine di priorità raccomandato per questo tipo di condizione è generalmente:

La scelta dell'acqua per caldaie non si basa solo sul "tipo di acqua", ma su temperatura elevata + alcalinità + additivi + cicli di pressione. È quindi necessario chiarire: temperatura massima, se il vapore è continuo, pH, se è presente olio, se è previsto scarico con risciacquo.

9. Pulizia alimentare, CIP/SIP e disinfettanti: selezionare in base alla "combinazione di agenti detergenti", non in base a un singolo materiale

Le condizioni operative comuni negli impianti di pulizia per settore alimentare, bevande, lattiero-caseario e farmaceutico sono:

Lavaggio alcalino con NaOH, lavaggio acido con acido nitrico/acido fosforico, acido peracetico, ipoclorito di sodio, calore, vapore, acqua ozonizzata, detergenti schiumogeni, contatto con olio e alimenti.

I dati CIP/SIP di Trelleborg indicano che i fluidi CIP e le alte temperature spingono alcuni elastomeri ai limiti delle prestazioni; anche polimeri di base identici, con formulazioni diverse, possono dare risultati molto diversi. La conclusione è: l’EPDM offre prestazioni eccellenti nella maggior parte dei fluidi CIP e nel vapore surriscaldato, ma non è raccomandato per contatto con alimenti ad alto contenuto di grassi e alcuni lubrificanti per uso alimentare; l’FKM è più adatto a cosmetici, prodotti per la cura personale, oli e lubrificanti; l’esposizione al vapore dell’FKM standard va limitata; l’FFKM ottiene i migliori risultati nei test più rigorosi.

Selezione semplificata:

10. Matrice di selezione dei materiali

11. Raccomandazioni per le specifiche di approvvigionamento/ingegneria

Per i clienti che utilizzano apparecchiature per il trattamento dell’acqua, per il riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria (HVAC), per la pulizia degli alimenti, per piscine e per la disinfezione, si raccomanda di redigere in modo completo le specifiche relative alle guarnizioni ad anello (O-ring):

Acqua calda/potabile di base: guarnizione ad anello (O-ring) in EPDM, durezza 70 Shore A, vulcanizzata al perossido, basso abbassamento permanente, conforme ai requisiti NSF 61 / WRAS / KTW / ACS / FDA 21 CFR 177.2600.

Vapore/SIP: guarnizione ad anello (O-ring) in EPDM, vulcanizzata al perossido, di qualità idonea per il vapore, durezza 70–80 Shore A, adatta a cicli intermittenti di vapore a 121–150 °C; richiede verifica dell’abbassamento permanente e degli agenti di pulizia effettivamente impiegati.

Piscine/acqua contenente cloramina: guarnizione ad anello (O-ring) in EPDM ad alta resistenza al cloro e alla cloramina, certificata NSF 61/FDA, con dati di prova secondo ASTM D6284 o equivalente relativi a cloro/cloramina.

Apparecchiature per dosaggio di NaClO/disinfezione: guarnizione ad anello (O-ring) in EPDM resistente al cloro, valutabile a temperatura ambiente e a bassa concentrazione; per alte concentrazioni o alte temperature, privilegiare guarnizioni ad anello (O-ring) incapsulate in FKM/FFKM/PTFE.

Attrezzature per l'ozono: acqua all'ozono a bassa concentrazione a temperatura ambiente con guarnizioni in EPDM di grado ozono; gas ozono ad alta concentrazione, ozono umido o uscita del generatore di ozono: preferire materiali FKM, FFKM, PTFE/PFA.

12. Requisiti sul campo da confermare obbligatoriamente in fase di selezione

Prima della selezione, verificare almeno i seguenti parametri:

• Fluidi: acqua calda, vapore, NaClO, cloramina, ozono, liquido refrigerante, acqua per caldaie, eventuale utilizzo misto.
• Temperatura: temperatura continua, temperatura di picco, temperatura di sterilizzazione, frequenza degli shock termici.
• Concentrazione: cloro residuo in ppm, percentuale di NaClO, ozono in ppm o mg/L, rapporto di glicole etilenico.
• pH: in particolare per acqua clorata, NaClO, lavaggio acido CIP.
• Pressione: tenuta statica o dinamica, presenza di impulsi di pressione.
• Contatto con acqua potabile o alimenti: conformità a norme NSF, WRAS, KTW, FDA, 3-A, ACS, KIWA, ecc.
• Utilizzo consentito di oli o lubrificanti: la principale debolezza dell'EPDM, spesso trascurata.

13. Principi finali di selezione

Le guarnizioni ad anello in gomma per sistemi idrici non sono "un solo EPDM per tutte le applicazioni".

Acqua calda/vapore/liquido refrigerante: L'EPDM reticolato a perossido è la scelta principale.

Acqua clorurata/cloraminata: Utilizzare EPDM certificato resistente al cloro/resistente alla cloramina.

NaClO ad alta concentrazione, ozono, ossidazione forte ad alta temperatura: Passare a FKM, FFKM o PTFE/PFA.

Oli, grassi, idrocarburi: Non utilizzare EPDM.

Riassunto in una frase: la priorità nella selezione delle guarnizioni ad anello per i sistemi idraulici non è «quale gomma sia più resistente», bensì se il tasso totale di perdite, i precipitati, la permeazione, la contaminazione e la superficie di installazione possono essere controllati entro la concentrazione e la temperatura target.