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Tipi di raccordi idraulici con O-Ring: guida di tenuta ORFS, BSP e metrica

Una linea di ritorno da 250 bar su un escavatore da 12 tonnellate inizia a trasudare alla porta della pompa. Il tubo è sano, i morsetti sono serrati e la perdita è nel punto in cui un perno a filettatura dritta incontra la porta. Nella maggior parte dei casi come questo, il giunto è una delle quattro famiglie di raccordi O-ring e l'intera riparazione dipende dal sapere quale si ha in mano.

La risposta breve: le tenute O-ring nel settore idraulico sono disponibili in quattro famiglie: estremità dei tubi a faccia piatta SAE ORFS, porte a filettatura diritta SAE orbita, prigionieri a sede piatta metrici e BSPP con un anello di tenuta imperdibile e flange SAE a quattro bulloni. Si basano tutti su un anello in elastomero intrappolato in una scanalatura o rientranza lavorata e nessuno di essi è intercambiabile con gli altri, perché la filettatura, la geometria della sede e la coppia di serraggio sono tutte diverse.

  • ORFS — faccia piatta, O-ring nella scanalatura intorno alla punta, filettatura UNF.
  • ORB — filettatura diritta, O-ring su una sporgenza nella parte inferiore della porta.
  • Perni a sede piatta metrici e BSPP — anello di tenuta posizionato in una rientranza sotto l'esagono.
  • Flangia a quattro bulloni — O-ring in una scanalatura nella testa della flangia, fissato mediante bulloni.

Metti a posto la famiglia e il resto - mescola, coppia, pulizia - è routine. Se sbagli, inseguirai una goccia per una settimana, perché un giunto che si incastra senza intoppi può comunque essere una perdita garantita.

Le quattro famiglie di raccordi O-Ring in breve

Prima dei dettagli, è utile vedere dove si trova effettivamente il sigillo in ogni famiglia. Quel singolo fatto decide cosa puoi scambiare e cosa no.

Tabella 1 - Famiglie di raccordi O-ring e posizione della guarnizione. Gli standard indicati sono quelli tipicamente richiamati sui disegni; confermare sempre con il disegno della porta della macchina di fronte a voi.
Famiglia Norma principale Dove si trova l'O-ring Dove lo incontri
SAE ORFS SAE J1453/ISO 12151-1 In una scanalatura attorno al naso piatto del raccordo maschio Estremità dei tubi su apparecchiature mobili e industriali
SAE ORB SAE J1926/ISO 11926 Sulla sporgenza smussata nella parte inferiore della porta Corpi pompa, blocchi valvole e collettori
Perno metrico a sede piatta ISO 1179-2/DIN 3852-2 In una rientranza sotto l'esagono, a tenuta contro la superficie della porta Macchine europee e metriche
Perno a sede piatta BSPP ISO 1179-2/JIS B2351 In una rientranza sotto l'esagono, su una filettatura Whitworth parallela Macchinari britannici e giapponesi
Flangia a quattro bulloni SAE J518/ISO 6162 In una scanalatura sulla faccia della testa della flangia Linee ad alta portata e alta pressione

Come funziona effettivamente ogni guarnizione O-Ring

Tutte e quattro le famiglie lavorano sulla stessa idea: un anello morbido viene schiacciato in uno spazio lavorato fino a riempire lo spazio vuoto e impedire il passaggio del fluido. Il punto in cui viene lavorato questo spazio, sul raccordo, nella porta o nella testa della flangia, è ciò che li separa.

Corpo adatto O-ring Dado del tubo Estremità del tubo L'anello in elastomero si trova in una scanalatura sul naso piatto del corpo ed è schiacciato assialmente contro la faccia piana della porta.
Figura 1 - Giunto ORFS esploso: corpo, O-ring, dado del tubo ed estremità del tubo.

SAE ORFS: l'O-ring scorre sul naso

In un giunto ORFS (guarnizione frontale con O-ring), l'anello si trova in una scanalatura ricavata attorno al naso piatto del raccordo maschio. Il naso preme contro una faccia piatta all'interno della femmina e l'anello viene schiacciato assialmente. Poiché la tenuta è elastomero contro metallo anziché metallo contro metallo, la coppia di serraggio è ben inferiore a quella di una svasatura a 37 gradi della stessa dimensione e l'applicazione di una tabella di coppia svasata a un perno a faccia piatta è un modo affidabile per dividere l'anello.

Guarda la trappola del filo. Un raccordo -4 ORFS e un raccordo -4 JIC condividono una filettatura 7/16-20 UNF. Si scopano insieme, si sentono bene e il comune piange.

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SAE ORB: l'O-ring si trova nella parte inferiore della porta

Un giunto ORB (protuberanza per O-ring) utilizza un perno a filettatura dritta che intrappola un O-ring contro una protuberanza smussata alla base della porta. Lo si incontra sui corpi delle pompe, sui blocchi valvole e sui collettori piuttosto che all'estremità libera di un tubo. Due dettagli causano la maggior parte dei problemi: la lunghezza del perno, perché un perno troppo lungo tocca il fondo della sporgenza e schiaccia l'anello prima delle sedi delle spalle, e l'orientamento, poiché un gomito a 45 o 90 gradi deve puntare nella direzione giusta prima che il controdado venga serrato.

Prigionieri metrici a sede piatta: un anello di tenuta sotto l'esagono

Sulle porte metriche ISO 1179-2 o DIN 3852-2 la tenuta non si trova nel naso del raccordo ma in una rientranza sotto l'esagono, quindi l'anello viene schiacciato contro una faccia lavorata sulla porta. Il perno stesso presenta una filettatura parallela semplice, motivo per cui un giunto a sede piatta può spesso essere riutilizzato dopo la sostituzione del tubo purché venga sostituito l'anello. I perni a cono da 24 gradi e 60 gradi che sembrano simili utilizzano la sigillatura metallo-metallo e non hanno alcun anello: abbinarli a occhio è un errore comune.

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Prigionieri BSPP: stessa geometria, filettatura diversa

Le porte parallele britanniche seguono la stessa logica a sede piatta con una filettatura Whitworth, sempre secondo ISO 1179-2 o il suo equivalente JIS. La forma della filettatura è ciò che li distingue: BSPP è parallelo e sigilla su un anello o rondella incollata, mentre BSPT è conico e sigilla sulle filettature stesse. Un perno BSPP avviato in una porta BSPT si posizionerà alla profondità sbagliata e perderà.

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Flange a quattro bulloni: l'O-ring sotto una testa serrata

Sulle linee ad alto flusso l'anello è inserito in una scanalatura sulla faccia della testa della flangia e bloccato da quattro bulloni. SAE J518 e ISO 6162 dividono la famiglia in codice 61 (3000 psi) e codice 62 (6000 psi); lo spessore della testa e la spaziatura dei bulloni differiscono, quindi i due non sono intercambiabili anche quando la dimensione della porta corrisponde.

Materiale O-Ring: la decisione che la maggior parte degli acquirenti ignora

Una volta che la famiglia ha ragione, l'anello stesso decide quanto a lungo vivranno i congiunti. Cinque composti coprono quasi tutto nell'idraulica mobile e industriale e le differenze riguardano principalmente la temperatura e la compatibilità dei fluidi piuttosto che il prezzo.

Temperatura massima di servizio continuo in base al materiale dell'O-ring (°C) NBR 100 EPDM 150 FKM 200 VMQ 200 PTFE 260 0 50 100 150 200 250 Gamme indicative dei fornitori di elastomeri; confermare ogni scheda tecnica del composto.
Figura 2 – Limiti di temperatura superiori indicativi per i comuni composti degli O-ring.

Il nitrile (NBR) è l'impostazione predefinita per l'olio idraulico minerale e rimane l'opzione più economica, a circa -40-100 °C. Il fluorocarbonio (FKM) solleva sostanzialmente il soffitto e gestisce i fluidi più aggressivi. L'EPDM è eccellente con acqua, glicole e molti liquidi per freni, ma si gonfia molto nell'olio minerale: un anello EPDM in un sistema idraulico standard è un guasto in attesa del primo riscaldamento. Il silicone copre una fascia di temperatura molto ampia ma ha scarse prestazioni rispetto ai fluidi petroliferi e il PTFE viene normalmente scelto per la resistenza chimica e le temperature estreme piuttosto che per l'elasticità.

Di solito vengono omessi altri due numeri nel disegno: la durezza, solitamente da 70 a 90 Shore A, e il composto vero e proprio, poiché due anelli NBR di fornitori diversi possono comportarsi diversamente a 110 °C. Gli intervalli di temperatura pubblicati variano tra i produttori, quindi l'ultima parola è la scheda tecnica del composto, non una tabella del catalogo.

Dimensionamento, coppia e modalità di guasto che vediamo di più

La maggior parte dei guasti ai giunti O-ring si riducono a un breve elenco che ha ben poco a che fare con la qualità del raccordo stesso.

  • Filettatura abbinata, sede non corrispondente. ORFS e JIC condividono le dimensioni della filettatura da -4 in su e diverse famiglie metriche e BSP si sovrappongono allo stesso modo.
  • Coppia di svasatura su un giunto a faccia piana. La tenuta è l'anello, quindi un serraggio eccessivo lo deforma invece di migliorare la tenuta.
  • Anelli riutilizzati o intaccati. Un anello che è stato in servizio prende un set; un anello con il bordo rasato perde alla prima pressione.
  • Borchie ORB troppo lunghe. Il perno tocca il fondo della sporgenza e schiaccia l'anello prima che la spalla tocchi la faccia di babordo.
  • Contaminazione nel solco. I trucioli o la sabbia lasciata nella porta tagliano l'anello nel momento in cui il sistema viene pressurizzato.
  • Composto sbagliato per il fluido. Un anello di tenuta scelto solo in base alle dimensioni può essere chimicamente inadatto.
  • Carico laterale e disallineamento. I giunti O-ring non tollerano quasi alcun disallineamento angolare, quindi il percorso del tubo è importante tanto quanto il raccordo.

Se stai riscontrando un guasto ripetuto anziché una singola riparazione, le nostre note su perché i tubi idraulici si guastano coprire la metà del campo dello stesso problema.

Cosa verificare prima di effettuare un ordine

Sei elementi decidono se la parte sul banco è adatta alla macchina. Il loro controllo richiede cinque minuti e salva una spedizione restituita.

  1. Forma, dimensione e passo della filettatura, non solo la dimensione nominale. G 1/4, 1/4 NPT e 1/4 BSPT condividono un diametro e nient'altro.
  2. Tipo di sede, preso dal disegno dell'attacco o misurato attraverso la sede anziché presupposto dalla filettatura.
  3. Mescola e durezza dell'O-ring, scelte in base al fluido e alla temperatura di esercizio.
  4. Classe di pressione, in particolare sulle flange e su qualsiasi raccordo che si collega a una porta da 3000 psi.
  5. Angolo e dimensione esagonale, verificati rispetto al gioco di oscillazione attorno alla porta prima che venga effettuato l'ordine.
  6. Tubo flessibile e boccola standard, in modo che raccordo, boccola e tubo flessibile siano classificati come un unico assieme.

OPK Fitting produce estremità di tubi flessibili, adattatori, ghiere e flange standard nelle serie americana, britannica, metrica e JIS presso il suo stabilimento di Ningbo , con boccole abbinate a tipi di tubi come SAE 100R1AT, 100R2AT e 4SP/4SH. Se un giunto continua a cedere sulla stessa macchina, invia insieme le dimensioni della porta e i dettagli dell'assemblaggio: questa combinazione risponde a più domande di una fotografia della perdita.

Domande frequenti sui raccordi idraulici O-Ring

Q1. Cos'è un raccordo idraulico con O-ring?

Si tratta di un raccordo che sigilla con un anello in elastomero intrappolato in una scanalatura o rientranza lavorata, anziché tramite contatto metallo-metallo. Esempi comuni sono le estremità dei tubi ORFS, i prigionieri delle porte ORB, i prigionieri metrici a sede piatta e le flange a quattro bulloni.

Q2. Qual è la differenza tra i raccordi ORFS e JIC?

Entrambi utilizzano una filettatura UNF e una superficie di tenuta piatta o a 37 gradi. Tenute ORFS su faccia piana tramite O-ring; Sigillature JIC su un cono metallico a 37 gradi. Le filettature si scambiano, le guarnizioni no.

Q3. Qual è la differenza tra i raccordi ORB e ORFS?

ORB è un perno di tenuta a filettatura diritta su un O-ring nella parte inferiore di una porta, principalmente su pompe e valvole. ORFS è un raccordo portagomma a tenuta su faccia piana. All'estremità di un tubo viene utilizzato solo ORFS.

Q4. Quale materiale O-ring è il migliore per i raccordi idraulici?

L'NBR è lo standard per l'olio minerale fino a circa 100 °C. Scegli FKM per temperature più elevate o fluidi aggressivi, EPDM per sistemi ad acqua e glicole e PTFE dove la resistenza chimica supera l'elasticità.

Q5. Perché i raccordi O-ring perdono dopo l'installazione?

Le cause più comuni sono una filettatura che si adatta mentre la sede no, una coppia di svasatura applicata a un giunto a faccia piatta, un anello riutilizzato o intaccato o contaminazione lasciata nella scanalatura prima del montaggio.

Q6. Posso utilizzare un raccordo O-ring su una porta JIC?

No. Una porta JIC ha un cono a 37 gradi e nessuna faccia di tenuta per l'anello, quindi un ORFS o un perno a sede piatta si avviteranno e perderanno. Abbina il sedile, quindi il filo.

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