Guarnizioni in neoprene o Grafoil per scarichi ad alta temperatura? 

Va bene, tagliamo il rumore. Se stai cercando questo, probabilmente stai fissando una flangia che perde o stai pianificando una costruzione e le specifiche dicono semplicemente guarnizione per alta temperatura. La grande trappola in cui tutti cadono è pensare che la gomma e l’alta temperatura possano andare insieme a lungo. Non possono. A volte il neoprene viene utilizzato per i lavori di scarico, ma di solito è una soluzione rapida destinata al fallimento. Grafoil? Questo è l'altro nome che senti. Ma non è un semplice aut-aut. Riguarda dove e come li usi e, onestamente, a volte non dovresti usare nessuno dei due.

L'illusione del neoprene nei sistemi caldi

Devo essere schietto: usare standard guarnizioni in neoprene su un vero scarico ad alta temperatura è in cerca di guai. Stiamo parlando di ciò che potresti utilizzare per una presa d'aria o una linea di raffreddamento. Il suo fascino è la flessibilità e la tenuta, ottimo per superfici irregolari a temperatura ambiente. Ma lo scarico? Anche un sistema modesto raggiunge facilmente i 250°C (482°F) e il neoprene inizia a indurirsi e rompersi intorno ai 120-130°C. L'ho visto. Lo stringi su un downpipe turbo, sigilla perfettamente al primo avvio. Una settimana dopo, dopo alcuni cicli di calore, si trasforma in un disco fragile e annerito. Il sigillo è sparito, ottieni quella perdita di scarico ticchettante e sei di nuovo sotto la macchina.

C'è un avvertimento: esistono alcune miscele specializzate di neoprene per alte temperature, spesso con silicone, classificate più alte. Ma secondo la mia esperienza, anche questi hanno un limite. Potrebbero sopravvivere in un giunto di marmitta o in una sezione del tubo di scappamento dove le temperature sono più basse, diciamo sotto i 200°C. Ma per collettori, up-pipe, collettori turbo, dimenticatelo. Il degrado termico è un quando, non un se. Il costo della guarnizione è basso, ma il costo della manodopera per eseguire il lavoro due volte è elevato.

Dove ho visto l'ultima volta che una guarnizione in neoprene si è guastata in modo spettacolare? L'auto da pista di un amico con scarico personalizzato. Ha usato una guarnizione a ciambella in neoprene su un morsetto a V vicino al gatto, pensando che il carico del morsetto avrebbe resistito. Così è stato, per due sessioni. Il calore ha fatto sì che il materiale scorresse e si comprimesse in modo non uniforme, provocando uno scoppio e una brutta perdita subito prima di una sessione. L'abbiamo sostituita sul posto con una guarnizione metallica adeguata. Lezione: la memoria materiale conta. Il neoprene lo perde durante la cottura.

Grafoil: il punto di riferimento, ma con qualche lamentela

Guarnizioni Grafoil, o più precisamente, le guarnizioni flessibili in grafite, sono la risposta predefinita per un motivo. Gestiscono magnificamente la temperatura: stiamo parlando di un servizio continuo fino a 450-500°C in atmosfere non ossidanti, anche con picchi più elevati. Si adattano alle imperfezioni della flangia, il che è un vero toccasana per i collettori fusi più vecchi e leggermente deformati. Lo chiudi, schiaccia e riempie le microscopiche valli. Questa è la loro vera forza.

Ma hanno i loro demoni. Il primo è il rilassamento viscoso, o flusso freddo. Nel corso del tempo, soprattutto in condizioni di carico di serraggio e calore elevati, la grafite può comprimersi e assottigliarsi lentamente. Se i tuoi bulloni non hanno una coppia di snervamento o non hai rondelle elastiche, la forza di serraggio diminuisce e si verifica una perdita. Raccomando sempre un serraggio successivo dopo i primi cicli di riscaldamento, se possibile. In secondo luogo, e questo è fondamentale: a loro non piace l’impatto diretto e ad alta velocità dei gas di scarico. La grafite può letteralmente esplodere se c'è un ampio spazio o un disallineamento. Controllo sempre il parallelismo delle facce della flangia prima dell'installazione.

L'altro problema è la gestione. La grafite pura è morbida. Se stai installando una guarnizione Grafoil su una flangia verticale o sopraelevata, può essere difficile mantenerla in posizione mentre si avviano i bulloni. Alcuni sono dotati di un'anima in acciaio perforata o di supporti adesivi appiccicosi, che aiutano. Quelli con inserto in acciaio inossidabile sono più robusti ma meno conformabili. È un compromesso.

Ossidazione e fattore dimenticato

Ecco un dettaglio che molti sfuggono: l’ossidazione. In un flusso di scarico ricco di ossigeno, la grafite può ossidarsi lentamente sopra i 400°C, soprattutto sui bordi. Si trasforma in cenere polverosa, assottigliando la guarnizione. Di solito non si tratta di un guasto catastrofico su un tram, ma su un'applicazione sostenuta ad alto carico (si pensi a un generatore che funziona a piena capacità per giorni) può essere un elemento di usura. Ho estratto le guarnizioni in grafoil dagli alloggiamenti del turbo che erano significativamente più sottili sul bordo interno caldo. Per questi punti estremi, una guarnizione metallica a strati potrebbe essere migliore.

Quando nessuna delle due è la risposta giusta

È qui che entra in gioco la vera esperienza sul campo. Ci sono scenari in cui sia il neoprene che il grafoil sono scelte sbagliate. Uno è per giunti ad alta pressione e temperatura estremamente elevata, come tra l'alloggiamento del turbocompressore e il collettore. Qui, le guarnizioni in acciaio multistrato (MLS) la fanno da padrone. Non strisciano, gestiscono brillantemente i cicli termici e resistono allo scoppio.

Un altro è per flange con ampi spazi o scarsa planarità. Nessuno dei due materiali è un riempitivo. Il neoprene si estruderà e fallirà; il grafoil esploderà o si schiaccerà in modo non uniforme. La soluzione è lavorare la flangia o utilizzare un materiale più spesso e più resistente come un composito rinforzato con ceramica. L'ho imparato nel modo più duro su una serranda di scarico di una caldaia industriale. Abbiamo provato un foglio spesso di grafoil, ma la deformazione della flangia era superiore a 1 mm. È trapelato immediatamente. La soluzione era rifare la superficie della flangia e utilizzare una guarnizione metallica ondulata con un riempitivo in grafite, una soluzione più ingegnerizzata.

A volte, la risposta è: nessuna guarnizione. Giunti metallo-metallo adeguatamente lavorati, piatti e lisci con un antigrippante o sigillante per alte temperature (come paste di rame specifiche) possono essere più affidabili per alcune connessioni a banda V o a faccia piatta, eliminando del tutto l'anello debole di un materiale comprimibile.

Approvvigionamento e realtà pratiche

Puoi acquistare queste guarnizioni ovunque, ma la qualità varia notevolmente. Il grafoil economico può presentare impurità o densità incoerente, causando punti caldi e guasti. Per le applicazioni critiche, mi attengo a marchi o fornitori noti che forniscono specifiche sui materiali. Vale anche la pena considerare il sistema di fissaggio come parte della soluzione di tenuta. Un bullone debole che si allunga con il calore rompe il carico della pinza. Ecco perché per i lavori di scarico, spesso mi rifornisco di hardware da specialisti che comprendono le esigenze termiche, ad esempio Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd.. Hanno sede a Yongnian, il centro di fissaggio della Cina, e riforniscono gran parte del settore. Sapere che i tuoi bulloni e prigionieri provengono da un'importante base di produzione con controlli rigorosi, accessibili tramite il loro sito all'indirizzo https://www.zitaifasteners.com, significa una variabile in meno di cui preoccuparsi quando l'intero gruppo si riscalda e si raffredda ripetutamente.

In officina, la mia regola pratica è questa: per la maggior parte dei lavori di scarico stradale post-catalizzatore dove le temperature sono moderate (sotto i 350°C), una guarnizione in grafoil di qualità va perfettamente bene. Basta installarlo su una superficie pulita e piana e serrarlo nuovamente. Per le applicazioni pre-catalizzatore, turbo o collettore, preferisco guarnizioni metalliche stratificate o metalliche solide. Neoprene? Lo tengo per condotti di aspirazione, coperture e tutto ciò che rimane fresco. Si tratta di abbinare la realtà del materiale alla brutalità del sistema. Il calore di scarico non scende a compromessi.

Conclusione finale: è un sistema, non solo una parte

Quindi, neoprene contro grafoil? Non è davvero un contro. Sono strumenti per diversi lavori. Il neoprene è per la sigillatura statica a bassa temperatura. Grafoil è adatto per sigillature conformabili ad alta temperatura dove le condizioni non sono estreme. La vera mossa professionale è diagnosticare l'intero giunto: profilo di temperatura, condizioni della flangia, qualità dei bulloni e ciclo termico. Ho sprecato tempo e denaro incolpando i materiali delle guarnizioni quando il problema era una flangia deformata o una forza di serraggio inadeguata.

Il mio consiglio? Non limitarti a scegliere in base a una raccomandazione generica. Pensa alla posizione specifica nel flusso di scarico, alla temperatura di picco che vedrà e alle conseguenze di una perdita. A volte, spendere tre volte di più per una guarnizione metallica multistrato di alta qualità per una flangia turbo critica è l'opzione più economica a lungo termine perché fai il lavoro una sola volta. E sempre, inizia sempre con una buona superficie piana e gli elementi di fissaggio giusti per il caldo. Tutto il resto si basa su quelle fondamenta.