Come funzionano i raccordi a compressione: la guida tecnica completa, di selezione e di installazione

Come funzionano i raccordi a compressione e quando utilizzarli

Raccordi a compressione funziona utilizzando un dado di compressione per guidare un anello metallico deformabile chiamato ghiera (o oliva) contro la superficie esterna di un tubo mentre il dado viene serrato, deformando plasticamente la ghiera in modo che aderisca saldamente al tubo e contemporaneamente formi una tenuta metallo su metallo a tenuta di pressione contro la sede del corpo del raccordo. Non sono necessari saldature, adesivi, calore o sigillanti per filettature. Il dado di compressione fornisce la forza meccanica; la ghiera garantisce sia la presa che la tenuta; ed il corpo del raccordo costituisce la sede contro la quale fa tenuta la ghiera deformata. Il sistema a tre componenti crea un giunto che mantiene la pressione dal vuoto totale a 800 bar a seconda delle dimensioni del raccordo e delle specifiche del materiale, rendendolo una delle tecnologie di connessione dei tubi più versatili e ampiamente utilizzate esistenti.

I raccordi a compressione in ottone sono il tipo di raccordo a compressione più ampiamente prodotto e specificato perché l'ottone rispetta le precise tolleranze richieste per una geometria coerente della sede della ghiera, è naturalmente resistente alla corrosione dell'acqua e dei gas più comuni, fornisce una resistenza del materiale sufficiente per tutte le pressioni standard di impianti idraulici e strumenti ed è competitivo in termini di costi rispetto alle alternative in acciaio inossidabile. I raccordi a compressione in ottone rappresentano lo standard per le tubature di approvvigionamento idrico nel Regno Unito, Irlanda e Australia e sono ampiamente utilizzati nella fornitura di gas, nei tubi della strumentazione e nei sistemi di distribuzione dell'aria compressa a livello globale.

I raccordi per compressori d'aria comprendono sia connessioni di tipo a compressione che a connessione rapida utilizzate nei sistemi di aria compressa, con giunti di tipo a compressione utilizzati per l'infrastruttura fissa del sistema di distribuzione (tubazioni della linea principale e connessioni di derivazione permanenti) e giunti a connessione rapida utilizzati nei punti di connessione dello strumento dove sono richieste connessioni e disconnessioni frequenti. Comprendere quale tipo di raccordo si applica a quale parte di un sistema di aria compressa previene gli errori comuni legati all'utilizzo di raccordi a collegamento rapido in tubazioni fisse (dove perdono sotto cicli di pressione prolungati) o all'utilizzo di raccordi a compressione nei punti di connessione dell'utensile (dove la frequente disconnessione danneggia la boccola).

Come funzionano i raccordi a compressione: la spiegazione meccanica completa

Come funzionano i raccordi a compressione è una domanda la cui risposta abbraccia la meccanica di base, la scienza dei materiali e la fisica della tenuta dei fluidi. Il principio di funzionamento del raccordo a compressione appare semplice nella descrizione ma comporta una deformazione plastica controllata con precisione del materiale della ghiera che deve avvenire entro un intervallo ristretto di deformazione per ottenere una tenuta affidabile senza danneggiare il tubo o sollecitare eccessivamente il corpo del raccordo.

I tre componenti e come interagiscono

Ogni assieme di raccordo a compressione è costituito da tre componenti che devono essere presenti e correttamente assemblati affinché il raccordo funzioni:

• Il corpo adatto: Un corpo in metallo lavorato con una sezione esterna filettata che accetta il dado di compressione e una superficie di appoggio interna a forma di cono o faccia piatta contro la quale viene guidato il bordo anteriore della ghiera durante il serraggio. Il corpo include anche il fermo del tubo, uno spallamento o gradino all'interno del foro del raccordo contro cui si appoggia l'estremità del tubo per garantire che il tubo sia posizionato correttamente rispetto alla geometria della sede della ghiera. La porta opposta alla connessione a compressione può essere filettata (NPT, BSP o metrica), un'altra estremità a compressione o un raccordo a pressione a seconda dell'applicazione.
• La ghiera (oliva): Un corto anello di metallo deformabile, tipicamente ottone o acciaio inossidabile, che scorre sul tubo prima che venga installato il dado di compressione. La ghiera è l'elemento di tenuta critico: quando il dado di compressione viene serrato, spinge la ghiera in avanti contro la sede del corpo del raccordo applicando contemporaneamente una compressione radiale dalla faccia del cono del dado sulla parte posteriore della ghiera. Questa forza assiale e radiale combinata deforma plasticamente la boccola verso l'interno contro il diametro esterno del tubo e verso l'esterno contro la sede del corpo del raccordo, creando due tenute simultanee: tubo-ghiera e ghiera-corpo. Un sistema a ghiera singola utilizza una ghiera per entrambe le funzioni di tenuta; un sistema a doppia ghiera (twin ferrule) utilizza una ghiera anteriore per la sigillatura del corpo e una ghiera posteriore per la presa del tubo, migliorando l'affidabilità nelle applicazioni ad alte vibrazioni o alta pressione.
• Il dado di compressione: Un dado filettato che si innesta nella filettatura esterna del corpo del raccordo e ha una faccia interna a forma di cono che entra in contatto con la parte posteriore della ghiera. Quando il dado di compressione viene girato in senso orario (se visto dall'estremità del dado), avanza assialmente lungo la filettatura del corpo del raccordo e spinge la ghiera in avanti contro la sede del corpo. Il dado di compressione applica tutta la forza che deforma la ghiera; non forma di per sé un sigillo contro alcuna superficie. La corretta coppia del dado di compressione è fondamentale: un serraggio insufficiente lascia la ghiera solo parzialmente deformata, producendo un giunto che supera un test di pressione statica ma perde sotto vibrazioni o cicli di pressione; un serraggio eccessivo schiaccia eccessivamente la ghiera, tagliando la parete del tubo e creando una concentrazione di sollecitazioni che avvia la rottura per fatica sotto il ciclo di pressione.

Il meccanismo di tenuta in dettaglio: cosa succede quando il dado di compressione viene serrato

La sequenza di eventi durante l'assemblaggio di un raccordo a compressione spiega perché la corretta procedura di serraggio è così importante:

1. Il tubo viene inserito attraverso il dado di compressione e la ghiera nel corpo del raccordo finché non tocca il fermo del tubo. Ciò posiziona la ghiera nella posizione assiale corretta rispetto alla sede del corpo del raccordo. Se il tubo non tocca completamente il fondo del fermo del tubo, la ghiera sarà nella posizione sbagliata quando sarà deformata e non sigillerà correttamente contro il corpo.
2. Il dado di compressione viene avvitato manualmente sul corpo del raccordo. A questo punto, la ghiera è posizionata liberamente sul tubo e la faccia del cono del dado tocca appena la parte posteriore della ghiera senza applicare alcuna forza di deformazione. In questa fase è ancora possibile smontare e riposizionare il gruppo.
3. Il dado di compressione viene serrato con una chiave. Man mano che il dado avanza, la sua faccia conica applica una forza assiale alla faccia posteriore della ghiera, spingendo la ghiera in avanti. La ghiera che si muove in avanti entra in contatto con la sede del corpo del raccordo, che resiste all'ulteriore movimento assiale. Il continuo avanzamento del dado applica quindi una forza crescente tra la faccia del cono del dado (spingendo la parte posteriore della ghiera verso l'interno e in avanti) e la sede del corpo (sostenendo la parte anteriore della ghiera). Questa forza bidirezionale deforma plasticamente la ghiera: il diametro esterno della ghiera si espande leggermente nel punto in cui entra in contatto con la sede del corpo e si contrae leggermente nel punto in cui entra in contatto con il diametro esterno del tubo.
4. La ghiera morde il diametro esterno del tubo a due fasce circolari di contatto (anteriore e posteriore per un sistema a doppia ghiera, o una fascia singola per un sistema a ghiera singola), creando una presa meccanica che resiste all'estrazione del tubo sotto pressione. Contemporaneamente, la faccia anteriore deformata della ghiera viene premuta con forza contro la sede del corpo del raccordo, formando la tenuta a tenuta di pressione tra ghiera e corpo.
5. Il serraggio finale è completo quando è stata seguita la procedura standard per lo standard di raccordo specifico: in genere 1 giro e 1/4 oltre il serraggio manuale per raccordi a ghiera singola o fino a quando la coppia di serraggio raggiunge il valore specificato dal produttore per raccordi di strumenti di precisione. Per il design a doppia ferrula Swagelok ampiamente utilizzato, la procedura di montaggio standard specifica 1 giro e 1/4 dopo il serraggio con le dita per l'assemblaggio iniziale e solo 1/4 di giro aggiuntivo per qualsiasi successivo serraggio se si sviluppa una perdita, per evitare un'eccessiva compressione delle ferrule già deformate.

Raccordi a compressione a ghiera singola o a ghiera doppia: quando ciascuno di essi viene utilizzato

La scelta tra il design del raccordo a compressione a ghiera singola e a doppia ghiera (doppia ghiera) influisce sulle prestazioni di tenuta in condizioni difficili:

La fisica della tenuta a compressione: perché funziona senza sigillante per filettature

Un giunto con raccordo a compressione realizzato correttamente garantisce prestazioni di tenuta perché la deformazione plastica della boccola contro il tubo e la sede del corpo crea uno stress da contatto metallo-metallo che supera la pressione del fluido o del gas che tenta di spingere attraverso il giunto di un fattore da 10 a 50 volte nella maggior parte delle applicazioni standard. La sollecitazione da contatto sull'interfaccia ghiera-corpo dopo il corretto serraggio di un raccordo a compressione standard in ottone su un tubo di rame è generalmente compresa tra 400 e 600 MPa (megapascal), mentre la pressione di esercizio massima dello stesso raccordo nel servizio idrico è generalmente compresa tra 15 e 35 bar (da 1,5 a 3,5 MPa). Lo stress da contatto supera la pressione di esercizio di un fattore da 100 a 400 volte, motivo per cui i raccordi a compressione non richiedono sigillante per filettature o altro materiale di tenuta supplementare: la tenuta di contatto metallo-metallo è talmente più forte della pressione che deve contenere che il giunto ha un enorme margine di sicurezza integrato nel suo meccanismo di tenuta.

Raccordi a compressione in ottone: perché l'ottone è il materiale standard e quali varianti esistono

I raccordi a compressione in ottone dominano il mercato globale dei raccordi per impianti idraulici, gas e strumentazione per gli stessi motivi fondamentali per cui l'ottone domina i raccordi filettati: lavora con tolleranze di precisione in modo semplice ed economico, fornisce resistenza naturale alla corrosione a un'ampia gamma di fluidi e gas comuni, sviluppa le specifiche caratteristiche di deformazione plastica necessarie in una ghiera e mantiene la stabilità dimensionale nell'intervallo di temperature della maggior parte delle applicazioni idrauliche e del gas. Comprendere il motivo per cui viene specificato l'ottone e quali varianti sono disponibili aiuta sia i professionisti degli appalti che gli installatori a prendere le decisioni corrette sui materiali per la loro applicazione specifica.

Selezione di leghe di ottone per corpi e ghiere di raccordi a compressione

I due componenti in ottone in un assieme di raccordo a compressione in ottone standard (il corpo del raccordo e la ghiera) sono generalmente realizzati con diversi gradi di lega di ottone, poiché il corpo e la ghiera hanno requisiti funzionali diversi che portano a diverse ottimizzazioni dei materiali:

• Lega del corpo del raccordo (tipicamente CW617N o C36000): Il corpo del raccordo richiede un'elevata lavorabilità per il taglio preciso della filettatura, la geometria della sede e le dimensioni del fermo del tubo che determinano la precisione dimensionale e il livello di pressione del raccordo. CW617N (ottone resistente alla dezincificazione o ottone DZR) è lo standard britannico ed europeo per i raccordi per l'approvvigionamento idrico, contenente circa il 58% di rame, il 38% di zinco, il 2% di piombo e una piccola aggiunta di arsenico che sopprime la corrosione da dezincificazione nelle forniture idriche aggressive. L'ottone automatico C36000 (61% rame, 35% zinco, 3% piombo) è la specifica standard statunitense per il montaggio di carrozzerie in cui la resistenza alla dezincificazione non è richiesta dalle normative locali.
• Lega della ghiera (tipicamente CW502L o ottone dolce equivalente): La ghiera richiede duttilità controllata per deformarsi plasticamente alla coppia di serraggio corretta senza fratturarsi o incrudirsi al punto in cui un ulteriore serraggio non può produrre ulteriore deformazione. L'ottone ricotto dolce con basso contenuto di piombo (per ridurre al minimo le fessurazioni nella zona di deformazione) è il materiale standard della ghiera per le applicazioni con tubi di rame. La ghiera deve essere più morbida del tubo contro cui si deforma: per il tubo di rame cotto è adeguata una ghiera standard in ottone; per i tubi in acciaio inossidabile o rame duro, potrebbe essere necessario un materiale della ghiera più morbido o più duttile.

Raccordi a compressione in ottone DZR: quando l'ottone standard non è sufficiente

L'ottone standard (senza l'additivo resistente alla dezincificazione dell'arsenico) è suscettibile alla dezincificazione in specifiche condizioni dell'acqua: acqua dolce (bassi solidi totali disciolti), acida (pH inferiore a 7), ricca di cloruro o a temperature elevate superiori a 60 gradi Celsius liscivia selettivamente lo zinco dalla lega di ottone, lasciando una spugna di rame porosa sulla superficie del raccordo che ha poca resistenza strutturale. Questa modalità di guasto da dezincificazione è insidiosa perché il raccordo appare esternamente intatto mentre il suo foro è stato convertito in una struttura di rame porosa strutturalmente debole che collassa senza preavviso sotto la normale pressione di esercizio.

I raccordi a compressione in ottone DZR (resistenti alla dezincificazione) sono obbligatori ai sensi delle normative sull'acqua del Regno Unito (normative sull'approvvigionamento idrico (raccordi per l'acqua) del 1999) per tutti i raccordi di alimentazione idrica nelle nuove costruzioni e sono fortemente consigliati in qualsiasi installazione in cui è noto che la chimica dell'acqua è aggressiva (acqua dolce inferiore a 50 mg/l TDS, pH inferiore a 7,2 o elevato contenuto di cloruro superiore a 100 mg/l). I raccordi in ottone DZR sono visivamente identici ai raccordi in ottone standard, ma devono riportare il marchio DZR e il marchio di approvazione WRAS (Water Regulators Advisory Scheme) per confermare le loro specifiche di resistenza alla dezincificazione.

Raccordi a compressione in acciaio inossidabile e ottone: quando specificarli

I raccordi a compressione in acciaio inossidabile rappresentano la specifica corretta quando l'ambiente chimico dell'applicazione, l'intervallo di temperatura o i requisiti di pulizia del sistema superano quelli forniti dall'ottone:

• Specificare i raccordi a compressione in acciaio inossidabile (tipicamente grado 316L) quando: il fluido di processo contiene cloruri superiori a 500 mg/L che causerebbero rotture da tensocorrosione dell'ottone a temperature superiori a 60 gradi Celsius; il fluido è un solvente organico che dissolve i prodotti dell'ossidazione superficiale dell'ottone nel flusso del processo; il sistema funziona a temperature superiori a 120 gradi Celsius, punto in cui l'ottone inizia a perdere una resistenza significativa; i requisiti di purezza (semiconduttori, prodotti farmaceutici o alimentari) vietano qualsiasi traccia di rame o zinco rilevabile nel flusso di processo; oppure il raccordo sarà esposto all'ambiente esterno in un ambiente costiero o marino dove la corrosione salina dell'ottone esposto costituisce un problema.
• Specificare i raccordi a compressione in ottone quando: l'applicazione riguarda l'approvvigionamento idrico, la distribuzione del gas, l'aria compressa standard o qualsiasi comune fluido industriale a temperature inferiori a 120 gradi Celsius; il costo è una considerazione primaria (i raccordi a compressione in acciaio inossidabile 316L costano in genere da 3 a 5 volte di più rispetto agli equivalenti raccordi in ottone); inoltre, i requisiti di duttilità della ghiera del materiale del tubo possono essere soddisfatti dalla ghiera in ottone standard (i tubi in rame, ottone e nylon sono tutti compatibili con le ghiere in ottone standard).

Standard e marchi di certificazione dei raccordi a compressione

I raccordi a compressione in ottone per diverse applicazioni devono soddisfare standard specifici che ne regolano l'accuratezza dimensionale, la composizione del materiale, la pressione nominale e la metodologia di prova:

• BS EN 1254 (Regno Unito ed Europa): Lo standard europeo primario per i raccordi in rame, compresi i raccordi a compressione. La Parte 1 riguarda i raccordi a compressione per tubi di rame; La Parte 2 riguarda i raccordi per tubi in plastica; La Parte 4 riguarda i raccordi da utilizzare sia con tubi in rame che in plastica. I raccordi conformi alla norma EN 1254 portano il marchio di certificazione WRAS per le applicazioni idriche nel Regno Unito.
• ASTM B16.18 e ASTM B16.26 (USA): Standard americani che regolano i raccordi in lega di rame fuso e in rame lavorato e in lega di rame, compresi i raccordi a compressione per applicazioni idrauliche di approvvigionamento idrico. Negli USA è inoltre richiesta la certificazione NSF/ANSI 61 per i raccordi a contatto con l'acqua potabile.
• ISO 8434 (Strumentazione): Standard internazionale che disciplina i raccordi per tubi metallici per l'energia fluida e l'uso generale, che copre i modelli di compressione sia a singola che a doppia ghiera. Questo è lo standard di riferimento per i raccordi a compressione per tubi di processo e strumentazione utilizzati nei sistemi di misurazione della pressione, della temperatura e del flusso.

Il dado di compressione: design, funzione e ruolo critico nella tenuta

Il dado di compressione è l'elemento meccanico attivo in ogni assemblaggio di raccordi a compressione. È il componente che l'installatore serra ed è il componente la cui corretta coppia di serraggio o numero di rotazioni determina se il giunto finito è a tenuta stagna, serrato eccessivamente o poco serrato. Nonostante sia il più semplice dei tre componenti in termini di funzione (è puramente un dado filettato che trasmette la forza), i dettagli di progettazione del dado di compressione influiscono in modo significativo sulla qualità del giunto finale e sulla facilità di una corretta installazione.

Geometria del dado di compressione e come guida la ghiera

Il dado di compressione ha due geometrie funzionali che devono essere lavorate con precisione secondo le tolleranze dimensionali dello standard di raccordo:

• Il filo interno: Innesta la filettatura esterna sul corpo del raccordo, convertendo la coppia di rotazione applicata al dado dalla chiave dell'installatore in una forza assiale lineare che spinge in avanti la ghiera. Il passo della filettatura determina il vantaggio meccanico: passi della filettatura più fini (più filetti per pollice) convertono l'angolo di rotazione in un avanzamento assiale più piccolo per giro, il che consente un controllo della coppia più preciso al costo di richiedere più giri per completare l'assemblaggio. Passi della filettatura più grossi consentono un assemblaggio più rapido al costo di un controllo della coppia meno preciso per grado di rotazione.
• La faccia del cono di guida: La superficie conica interna nella parte anteriore del foro del dado di compressione che entra in contatto con la faccia posteriore della ghiera. Mentre il dado avanza lungo la filettatura del corpo del raccordo, questa faccia del cono applica sia la forza assiale in avanti che la forza radiale verso l'interno alla parte posteriore della ghiera, contribuendo alla deformazione plastica che morde la ghiera sul diametro esterno del tubo. L'angolo della faccia del cono (tipicamente da 20 a 45 gradi dall'asse del raccordo a seconda dello standard di raccordo) determina il rapporto tra la forza assiale e quella radiale applicata alla ghiera e quindi il relativo equilibrio tra la presa del tubo e la forza di tenuta sviluppata dalla ghiera.

Opzioni dei materiali per dadi di compressione e loro implicazioni pratiche

I dadi di compressione sono disponibili negli stessi materiali dei corpi del raccordo a cui si agganciano, con l'ulteriore considerazione che il dado di compressione è sottoposto alla sollecitazione più elevata di qualsiasi componente nel gruppo del raccordo a compressione alla coppia di serraggio massima:

• Dado di compressione in ottone: Il materiale standard per raccordi a compressione per impianti idraulici e gas. L'ottone fornisce un'adeguata resistenza alla trazione per pressioni di esercizio standard, resiste alla corrosione del corpo del raccordo e del fluido di processo ed è compatibile con i valori di coppia richiesti per ottenere la corretta deformazione della ghiera senza strappamento della filettatura o rottura del dado. Un dado di compressione in ottone da 15 mm (1/2 pollice) ha tipicamente una resistenza alla trazione del diametro minore della filettatura superiore a 20 kN (kilonewton), ben superiore alla forza richiesta per posizionare correttamente la ghiera.
• Dado di compressione in acciaio inossidabile: Fornisce una maggiore resistenza alla trazione rispetto all'ottone (il carico di snervamento minimo dell'acciaio inossidabile 316L è di circa 170 MPa rispetto a 80-120 MPa per l'ottone standard), consentendo al dado di applicare una forza maggiore alla ghiera senza rischio di sfilamento della filettatura nelle applicazioni con tubi per strumenti ad alta pressione. I dadi inossidabili abbinati a ghiere e corpi inossidabili rappresentano la specifica standard per applicazioni di gas ad alta pressione, strumenti idraulici e analitici.
• Dado di compressione in polimero (nylon o PVDF): Utilizzato in raccordi a compressione interamente in plastica per servizi chimici corrosivi in cui i componenti metallici verrebbero attaccati dal fluido di processo. I dadi in polimero hanno valori di coppia inferiori rispetto ai dadi in metallo, limitando la forza di compressione che può essere applicata alla boccola e riducendo quindi la pressione di esercizio massima rispetto ai gruppi di raccordi a compressione in metallo con lo stesso foro nominale.

Corretto serraggio del dado di compressione: l'errore di installazione più comune

Il serraggio errato del dado di compressione è responsabile della maggior parte dei guasti dei raccordi di compressione sia durante l'installazione iniziale che durante i lavori di manutenzione. La corretta procedura di serraggio varia a seconda degli standard di montaggio, ma il principio sottostante è coerente:

1. Assicurarsi che il tubo tocchi completamente il fermo del tubo prima di iniziare a stringere. Applicare una pressione in avanti al tubo con una mano mentre si inizia a avvitare il dado con l'altra per verificare che il tubo rimanga nella posizione di arresto del tubo durante il serraggio iniziale. Se il tubo fuoriesce dal fermo del tubo durante l'avvitamento del dado, la posizione risultante della ghiera sarà errata e il giunto non sigillerà in modo affidabile.
2. Stringere a mano solo come prima fase. Non applicare la coppia di serraggio finché il dado non è completamente serrato a mano, confermando che le filettature sono correttamente innestate e non incrociate. Un dado di compressione con filettatura incrociata sembra allentato e presenta una notevole resistenza in una posizione di rotazione per giro; un dado correttamente filettato risulta liscio e la resistenza aumenta progressivamente man mano che si avvicina al serraggio manuale.
3. Applicare la rotazione specificata dal serraggio manuale per il tipo di raccordo. Raccordi a compressione idraulici standard britannici ed europei a puntale singolo (BS EN 1254): 1 giro e 1/4 oltre il serraggio a mano per il tubo di rame, 2 giri per il tubo di plastica (che richiede una maggiore compressione per deformare l'inserto più morbido). Raccordi per strumenti a doppia ghiera (tipo Swagelok): esattamente 1 giro e 1/4 dopo il serraggio a mano per il montaggio iniziale. Questa specifica di rotazione è più affidabile della specifica di coppia per l'installazione sul campo perché non richiede una chiave dinamometrica calibrata e non è influenzata dalla variazione di lubrificazione della filettatura tra i gruppi.
4. Non continuare a serrare dopo la rotazione specificata, indipendentemente dal fatto che il giunto risulti "solido". Un serraggio eccessivo oltre la rotazione specificata schiaccia eccessivamente la ghiera, crea danni al tubo in corrispondenza del morso della ghiera e produce concentrazioni di stress che causano la rottura del tubo sotto il ciclo di pressione anche se il giunto inizialmente appare a tenuta durante un test di pressione statica.

Raccordi per compressori d'aria: tipi, connessioni e progettazione del sistema

Raccordi per compressori d'aria è un termine di categoria che comprende diversi tipi di raccordi utilizzati in diversi punti di un sistema di aria compressa, dalla connessione di uscita del compressore attraverso la linea principale di distribuzione fino ai singoli punti di connessione degli strumenti pneumatici. Capire quale tipo di raccordo è appropriato per quale parte del sistema di aria compressa previene gli errori comuni legati all'utilizzo di raccordi all'estremità dell'utensile in tubazioni fisse o all'applicazione di raccordi a compressione idraulica nei punti di connessione dell'utensile in cui il ciclo di disconnessione è così frequente che la boccola verrebbe danneggiata dal riassemblaggio.

Le tre zone di un sistema di aria compressa e i relativi requisiti di montaggio

Un sistema completo di distribuzione dell'aria compressa è costituito da tre zone funzionalmente distinte, ciascuna con requisiti di montaggio diversi:

• Zona 1: Uscita del compressore al serbatoio dell'aria (linea principale ad alta pressione): Questa sezione gestisce le pressioni e le temperature più elevate del sistema, con l'aria compressa che esce dal compressore a una temperatura compresa tra 7 e 12 bar (da 100 a 175 PSI) e temperature comprese tra 50 e 120 gradi Celsius a seconda del tipo di compressore e delle specifiche del postrefrigeratore. I raccordi in questa zona devono essere dimensionati per la pressione massima di disinserimento del compressore con un fattore di sicurezza adeguato. I raccordi a compressione per tubi in rame o acciaio o i raccordi in ottone con filettatura BSP sono le specifiche standard per le connessioni della Zona 1.
• Zona 2: dal ricevitore aereo alle gocce di distribuzione (infrastruttura di distribuzione fissa): Questa sezione distribuisce l'aria compressa attraverso l'officina o la struttura alla pressione di esercizio (tipicamente da 80 a 125 PSI o da 5,5 a 8,6 bar). I raccordi fissi in ottone filettati per i giunti della linea principale, con raccordi a compressione per qualsiasi connessione di derivazione di tubi flessibili o in rame, sono la specifica standard. Questi giunti vengono realizzati una sola volta durante l'installazione e non vengono disturbati regolarmente, rendendo ugualmente appropriati i giunti a compressione o filettati. I raccordi a collegamento rapido NON sono adatti per le infrastrutture fisse della Zona 2: perdono sotto il ciclo di pressione prolungato di un sistema di compressione in funzione continua.
• Zona 3: Distribuzione caduta nell'utensile pneumatico (spesso disconnesso): Questa sezione è il punto di collegamento del tubo flessibile e dell'utensile che viene collegato e scollegato più volte al giorno durante il normale funzionamento dell'officina. Gli innesti rapidi (spine a innesto e prese con collare di rilascio) sono le specifiche obbligatorie per la Zona 3, poiché consentono rapidi cambi di utensile senza attrezzi, forniscono una tenuta automatica quando la spina viene estratta e sono progettati per migliaia di cicli di connessione-disconnessione durante la loro durata di servizio. I raccordi a compressione NON sono appropriati per la Zona 3: ogni disconnessione per rimuovere il tubo flessibile dalla presa richiederebbe il taglio della ghiera dall'estremità del tubo e l'installazione di nuovi raccordi a compressione, il che non è pratico per i cambi quotidiani degli strumenti.

Raccordi per compressori d'aria di tipo a compressione per infrastrutture fisse

Nella Zona 1 e Zona 2 di un sistema di aria compressa, i raccordi a compressione per tubi in rame o acciaio inossidabile vengono utilizzati ovunque:

• La connessione sarà permanente o disturbata raramente: I raccordi a compressione nei sistemi di distribuzione della Zona 2 possono rimanere indisturbati per 10-20 anni, durante i quali devono mantenere prestazioni di tenuta contro i continui cicli di pressione del ciclo di accensione/spegnimento del compressore (tipicamente da 5 a 20 cicli di pressione all'ora in un'officina affollata).
• I collegamenti con diametro esterno del tubo sono più pratici dei collegamenti con filettatura del tubo: Nei collettori di diramazione complessi e nei sistemi di distribuzione dell'aria degli strumenti in cui sono necessarie più connessioni di piccolo diametro in uno spazio compatto, i raccordi a compressione su tubi in rame o acciaio inossidabile con diametro esterno di 6 mm, 8 mm o 10 mm sono più facili da instradare e sono meno soggetti ad allentamento indotto dalle vibrazioni rispetto a collegamenti di tubi filettati equivalenti nello stesso spazio.
• L'aria compressa contiene umidità che corroderebbe i raccordi filettati in acciaio: Il tubo in rame con raccordi a compressione in ottone è immune alla corrosione dalla condensa che si forma nei sistemi di distribuzione dell'aria compressa quando l'aria si raffredda al di sotto del punto di rugiada nelle tubazioni di distribuzione. I tubi in acciaio con raccordi zincati o filettati si corrodono progressivamente a causa dell'umidità interna e alla fine rilasciano particelle di ruggine nel flusso d'aria che danneggiano gli utensili pneumatici a valle e contaminano i sistemi di controllo pneumatico.

Raccordi per compressori d'aria a connessione rapida: standard e compatibilità

L'accoppiamento rapido nei punti di connessione degli utensili pneumatici della Zona 3 tecnicamente non è un raccordo a compressione ma è il componente più visibile e maneggiato frequentemente in qualsiasi sistema di raccordi per compressori d'aria. I raccordi a collegamento rapido per l'aria compressa sono disponibili in diversi standard incompatibili e la scelta dello standard determina quali tubi flessibili e collegamenti degli strumenti possono essere utilizzati in tutto il sistema:

Questi standard sono reciprocamente incompatibili: una spina standard europeo non si inserisce in una presa standard industriale anche se entrambe hanno dimensioni nominali del corpo di 1/4 di pollice. La scelta di un unico standard coerente in tutto il sistema di aria compressa al momento dell'installazione previene i problemi di incompatibilità che sorgono quando strumenti provenienti da mercati regionali diversi vengono mescolati nella stessa officina. L'accoppiamento Euro è il più utilizzato a livello globale ed è generalmente consigliato per le nuove installazioni grazie alla più ampia compatibilità di accessori per utensili disponibile.

Installazione di raccordi a compressione in ottone: passo dopo passo per tubi in rame, plastica e acciaio inossidabile

La corretta installazione dei raccordi a compressione in ottone è il fattore determinante per garantire prestazioni senza perdite a lungo termine. Il processo di installazione è semplice ma presenta requisiti specifici in ogni fase che, se saltati o eseguiti in modo errato, producono giunti che falliscono sotto i cicli di pressione anche se superano un test iniziale di pressione statica a bassa pressione.

Installazione di raccordi a compressione in ottone su tubo di rame

Il tubo di rame è l'applicazione più comune per i raccordi a compressione in ottone negli impianti idraulici residenziali e commerciali e la procedura di installazione per il tubo di rame è il punto di riferimento con cui vengono confrontati altri materiali dei tubi:

1. Tagliare il tubo di rame ad angolo retto utilizzando un tagliatubi. Un taglio a seghetto produce un'estremità leggermente angolata che impedisce al tubo di posizionarsi completamente contro il fermo del tubo; la faccia angolata entra in contatto con il fermo solo in un punto, lasciando uno spazio sull'altro lato che consente al tubo di essere spinto in avanti ad angolo durante il serraggio del dado, producendo una deformazione asimmetrica della ghiera e un giunto che perde sul lato dove il tubo non era completamente contro il fermo. Un tagliatubi produce un taglio perfettamente quadrato in 30-60 secondi e costa dai 5 ai 25 dollari.
2. Sbavare l'estremità del tubo sia all'interno che all'esterno. La rotella di taglio del tagliatubi lascia una leggera bava interna e una leggera arrotolatura esterna sul bordo tagliato. La bava interna limita il flusso; il rullo esterno impedisce al tubo di posizionarsi a filo con il fermo del tubo. Rimuovere entrambi con lo strumento di sbavatura integrato sul tagliatubi o con un alesatore di sbavatura separato.
3. Far scorrere il dado di compressione sul tubo, quindi far scorrere la ghiera sul tubo. Entrambi devono trovarsi sul tubo prima che il tubo venga inserito nel corpo del raccordo. Si inserisce per primo il dado di compressione (con l'estremità filettata rivolta verso il raccordo), seguito dalla ghiera. Se uno dei due viene posizionato sul tubo nell'ordine o nell'orientamento sbagliato, non è possibile assemblare il raccordo senza rimuovere il tubo dal corpo del raccordo e ricominciare da capo.
4. Inserire completamente il tubo nel corpo del raccordo finché non si ferma contro il fermo del tubo. Spingere con decisione in avanti mantenendo il tubo in allineamento diritto con il foro del raccordo. Dovresti sentire o udire un arresto preciso quando il tubo entra in contatto con la spalla di arresto del tubo all'interno del corpo del raccordo.
5. Tenendo il tubo in avanti contro il fermo del tubo, far scorrere la ghiera in avanti fino a farla entrare in contatto con la sede del corpo del raccordo e avvitare il dado di compressione sul corpo del raccordo fino a serrarlo con le dita. La ghiera deve essere posizionata visibilmente nell'imboccatura del corpo del raccordo prima di serrare il dado.
6. Tenere il corpo del raccordo con una chiave e serrare il dado di compressione di 1 giro e 1/4 oltre il serraggio manuale con una seconda chiave. Utilizzare le parti piatte del raccordo per mantenere fermo il corpo e ruotare solo il dado di compressione. Non consentire al corpo del raccordo di ruotare, poiché ciò potrebbe sollecitare la connessione del raccordo all'altra estremità del corpo.
7. Testare la pressione sul giunto completato prima di coprirlo o isolarlo. Per l'alimentazione idrica, testare a 1,5 volte la pressione di esercizio per un minimo di 15 minuti. Per l'aria compressa, eseguire un test con sapone su tutti i giunti con una soluzione che forma bolle: bolle persistenti su un giunto indicano una perdita che richiede un ulteriore serraggio di un quarto di giro del dado di compressione.

Adattamento dei raccordi a compressione in ottone per tubi in plastica

I raccordi a compressione in ottone possono essere utilizzati con tubi in plastica (polietilene, nylon, PVC e materiali simili) ma richiedono l'aggiunta di un inserto del tubo (rivestimento) e in genere richiedono una rotazione di serraggio aggiuntiva oltre alla procedura standard del tubo di rame:

• L'inserto del tubo (rivestimento): Un manicotto di supporto corto in ottone o plastica che viene spinto nell'estremità del tubo prima del montaggio. Senza un inserto, il serraggio del dado di compressione comprime la parete del tubo di plastica verso l'interno sotto la ghiera, riducendo il foro del tubo e creando una deformazione ovale che può causare l'estrazione del tubo dal raccordo sotto pressione anche se la ghiera sembra afferrare la superficie esterna. L'inserto sostiene il foro del tubo contro questo cedimento, mantenendo la sezione trasversale rotonda del tubo e consentendo alla ghiera di fare presa sulla superficie esterna senza deformare il foro.
• Serraggio aggiuntivo per tubo in plastica: Il tubo di plastica è più morbido del rame e richiede una maggiore rotazione del dado per ottenere la profondità di morso della ghiera che produce una forza di presa equivalente. La maggior parte dei produttori di raccordi specifica 2 giri oltre il serraggio manuale per il tubo di plastica rispetto a 1 giro e 1/4 per il rame, compensando la maggiore deformazione necessaria per ottenere una presa adeguata sulla superficie esterna in plastica meno resistente.

Risoluzione dei problemi dei raccordi a compressione in ottone e dei raccordi del compressore d'aria

Anche i raccordi a compressione correttamente assemblati occasionalmente sviluppano perdite durante il servizio e i raccordi dei compressori d'aria negli ambienti di officina subiscono ulteriori sollecitazioni dovute alle vibrazioni e ai cicli di temperatura che possono allentare o danneggiare i giunti nel tempo. La risoluzione sistematica dei problemi risolve la maggior parte dei problemi dei raccordi a compressione senza lo smontaggio e la sostituzione completi.

Diagnosi di una perdita in un raccordo a compressione

Quando un raccordo a compressione perde, la posizione della perdita ne indica la causa e determina il corretto approccio di riparazione:

• Perdita visibile nella giunzione filettata dado a corpo: La perdita si trova tra la ghiera e la sede del corpo del raccordo, generalmente causata da un serraggio insufficiente (ghiera non completamente posizionata contro il corpo) o da un danno alla sede del corpo dovuto a un precedente tentativo di assemblaggio con una ghiera eccessivamente deformata. Riparazione: serrare il dado di compressione di un ulteriore 1/4 di giro e ripetere il test. Se la perdita persiste dopo un ulteriore serraggio di 1/4 di giro, smontare e ispezionare la sede del corpo per eventuali danni. Una sede del corpo danneggiata richiede la sostituzione del corpo del raccordo.
• Perdita sulla superficie del tubo tra la ghiera e il tubo: La ferrula non è entrata completamente nel diametro esterno del tubo, in genere a causa di un serraggio insufficiente del dado, di un diametro esterno del tubo fuori tolleranza (troppo piccolo per la presa della boccola) o di una boccola non corretta per il materiale del tubo. Riparazione: serrare il dado di compressione di un ulteriore 1/4 o 1/2 giro. Misurare il diametro esterno del tubo con un calibro per verificare che rientri nell'intervallo di tolleranza per la dimensione del raccordo. In caso di guasti ripetuti con lo stesso tubo, verificare il diametro esterno del tubo rispetto ai dati di compatibilità del produttore del raccordo.
• Il tubo fuoriesce dal raccordo sotto pressione: La ghiera non ha raggiunto una profondità di morso adeguata per resistere alla forza di estrazione assiale derivante dalla pressione del sistema che agisce sulla sezione trasversale del tubo. Ciò è generalmente causato da un serraggio insufficiente o da un diametro esterno del tubo fuori tolleranza. Riparazione: se il tubo non si è spostato rispetto al corpo del raccordo, serrare il dado di compressione di un ulteriore 1/4 di giro. Se il tubo si è spostato e la ghiera è scivolata lungo la superficie del tubo, è necessario smontare il raccordo e sostituire la ghiera danneggiata, poiché una ghiera scivolata non può essere riposizionata correttamente semplicemente serrando.

Problemi di montaggio del compressore d'aria specifici dei sistemi di aria compressa

• Raccordo a compressione allentato dalle vibrazioni: I compressori generano vibrazioni significative alla frequenza di funzionamento (tipicamente da 50 a 60 Hz per i motori CA monofase) che vengono trasmesse attraverso collegamenti di tubazioni rigide a tutti i raccordi del sistema. I raccordi a compressione entro 1 o 2 metri dal corpo del compressore potrebbero subire un allentamento progressivo se l'ampiezza della vibrazione è sufficiente a superare l'attrito nella filettatura del dado. Le soluzioni includono l'installazione di collegamenti di tubi flessibili rinforzati tra il compressore e la tubazione rigida (isolamento dalle vibrazioni), l'aggiunta di un dado di bloccaggio del dado di compressione laddove il raccordo standard non ne include uno o l'utilizzo di raccordi a doppia ghiera per strumenti con una maggiore forza di presa ghiera-tubo nella zona ad alta vibrazione vicino al compressore.
• Perdita d'aria nel raccordo a connessione rapida quando non è collegato alcun utensile: La guarnizione in una presa a connessione rapida è un O-ring interno che viene chiuso quando non è inserita alcuna spina. Se questo O-ring è usurato, intaccato o contaminato dall'olio del compressore, non sigilla completamente e l'aria fuoriesce continuamente dalla presa vuota. Sostituire l'O-ring (disponibile nei kit di riparazione per la maggior parte degli standard di accoppiamento a connessione rapida) o sostituire il gruppo presa se la sede dell'O-ring è danneggiata.
• Corrosione dei raccordi a compressione da condensa: La condensa (acqua liquida) che si accumula nel sistema di distribuzione dell'aria compressa è leggermente acida (tipicamente pH compreso tra 4 e 6 dalla CO2 disciolta) e col tempo attacca le superfici esposte dei raccordi in ottone e acciaio. Assicurarsi che la valvola di scarico del serbatoio dell'aria venga azionata quotidianamente per rimuovere la condensa prima che rievapori nel flusso d'aria e si ricondensi nei raccordi a valle. Installare un separatore di umidità con scarico a galleggiante automatico nel primo punto di diramazione dopo il serbatoio dell'aria per catturare la condensa sfusa prima che raggiunga i raccordi di distribuzione.

Dimensionamento del raccordo a compressione: diametro esterno del tubo rispetto alla dimensione nominale del tubo

Una delle fonti di confusione più frequenti quando si acquistano raccordi a compressione in ottone e raccordi per compressori d'aria è la differenza tra il dimensionamento del diametro esterno del tubo (che è il riferimento per il dimensionamento corretto per i raccordi a compressione) e la dimensione nominale del tubo (che è il riferimento per il dimensionamento per i raccordi filettati). Confondere questi due sistemi di dimensionamento porta ad acquistare raccordi che fisicamente non possono essere assemblati con il tubo già presente nell'impianto.

Perché i raccordi a compressione sono dimensionati in base al diametro esterno del tubo

I raccordi a compressione sigillano grazie alla ghiera che fa presa sulla superficie esterna effettiva del tubo. Il diametro del foro della ghiera e il diametro del foro del corpo del raccordo sono entrambi abbinati al diametro esterno effettivo del tubo per il quale sono progettati. Se il foro della ferrula è anche solo 0,5 mm più grande del diametro esterno del tubo, la ferrula non farà presa sul tubo in modo affidabile; se inferiore di 0,5 mm la ghiera non può essere installata sul tubo senza una forza che la predeformi prima del montaggio. Per questo motivo, i raccordi a compressione devono sempre essere specificati in base al diametro esterno effettivo del tubo da collegare, non in base allo spessore della parete del tubo, al foro interno o alla designazione della dimensione nominale.

Dimensioni esterne comuni dei tubi e relativi equivalenti dei raccordi a compressione

Domande frequenti

1. Come funzionano i raccordi a compressione senza saldature o sigillanti per filettature?

I raccordi a compressione funzionano utilizzando la forza meccanica per creare una tenuta di contatto metallo-metallo che è molto più forte della pressione che il raccordo deve contenere. Quando il dado di compressione viene serrato, guida una ghiera metallica deformabile tra la faccia del cono del dado e la sede del corpo del raccordo, deformando plasticamente la ghiera in modo che faccia presa sul diametro esterno del tubo e contemporaneamente sigilli contro la sede del corpo. La sollecitazione da contatto sull'interfaccia di tenuta virola-corpo dopo il corretto serraggio di un raccordo a compressione standard in ottone è generalmente compresa tra 400 e 600 MPa, mentre la pressione di esercizio massima è generalmente compresa tra 1,5 e 3,5 MPa (da 15 a 35 bar). La sollecitazione da contatto supera la pressione di esercizio di un fattore da 100 a 400 volte, creando una tenuta metallica autoenergizzata che non richiede materiale sigillante aggiuntivo per mantenere le prestazioni di tenuta. Il sigillante per filettature o il nastro in PTFE non devono essere applicati alle filettature dei raccordi a compressione poiché l'impegno della filettatura non costituisce alcuna parte della guarnizione e il sigillante per filettature sulla filettatura del dado di compressione modifica il coefficiente di attrito in modo tale da causare una guida eccessiva o insufficiente della ghiera rispetto al numero di rotazioni specificato.

2. Cos'è un dado di compressione e quanti giri deve essere serrato?

Un dado di compressione è il componente filettato visibile esternamente di un gruppo di raccordo a compressione che viene serrato per spingere la ghiera contro la sede del corpo del raccordo e il diametro esterno del tubo, creando la tenuta a tenuta di pressione. Il dado di compressione ha una filettatura interna che si innesta nel corpo del raccordo e una faccia conica interna che entra in contatto con la parte posteriore della ghiera. La specifica di serraggio corretta dipende dallo standard di raccordo utilizzato. Per i raccordi a compressione idraulici standard a ghiera singola (BS EN 1254 ed equivalenti) su tubi di rame, la specifica standard è di 1 giro e 1/4 dopo il serraggio a mano. Per tubi di plastica con lo stesso tipo di raccordo, in genere sono necessari 2 giri oltre il serraggio manuale. Per i raccordi a doppia ghiera per strumenti che seguono lo standard Swagelok, per l'assemblaggio iniziale è specificato esattamente 1 giro e 1/4 dopo il serraggio a mano. Per serrare nuovamente un giunto che ha sviluppato una piccola perdita, un quarto di giro aggiuntivo è il massimo serraggio aggiuntivo da applicare prima di concludere che la ghiera necessita di sostituzione.

3. Perché i raccordi a compressione in ottone sono migliori dei raccordi in plastica o acciaio nella maggior parte delle applicazioni idrauliche?

I raccordi a compressione in ottone superano i raccordi a compressione in plastica nella maggior parte delle applicazioni idrauliche perché l'ottone fornisce una maggiore resistenza alla temperatura (i raccordi a compressione in plastica sono generalmente limitati a 60-80 gradi Celsius rispetto ai 120 gradi Celsius dei raccordi in ottone), una maggiore forza di deformazione della ghiera (consentendo pressioni di esercizio più elevate) e una migliore resistenza alla degradazione UV e agli attacchi chimici dei prodotti per la pulizia e dei prodotti chimici per il trattamento dell'acqua. I raccordi a compressione in ottone superano i raccordi in acciaio standard negli impianti idraulici di approvvigionamento idrico perché l'ottone non arrugginisce in presenza di acqua e condensa, eliminando le particelle di ruggine che i raccordi in acciaio eventualmente contribuiscono all'approvvigionamento idrico e la progressiva corrosione che indebolisce nel tempo le pareti dei raccordi in acciaio. I raccordi a compressione in acciaio o acciaio inossidabile sono specificati rispetto all'ottone solo in applicazioni in cui la temperatura, la pressione o l'ambiente chimico del sistema supera le capacità dell'ottone, come sistemi idraulici ad alta pressione, linee di vapore ad alta temperatura o applicazioni di processi chimici aggressivi.

4. I raccordi a compressione possono essere riutilizzati o smontati dopo il montaggio iniziale?

I raccordi a compressione possono tecnicamente essere smontati svitando il dado di compressione, ma la ghiera che è stata deformata durante l'assemblaggio iniziale dovrebbe generalmente essere sostituita anziché riutilizzata in un nuovo assemblaggio. La ghiera deformata è stata compressa in modo permanente sul diametro esterno del tubo nella sua posizione di montaggio originale: se il tubo viene rimosso e reinserito, raramente la ghiera può essere riposizionata esattamente dove si trovava durante l'assemblaggio originale e la ghiera predeformata potrebbe non garantire una tenuta adeguata in una posizione leggermente diversa. Il corpo del raccordo può essere riutilizzato all'infinito se il sedile non è danneggiato. In pratica, i kit di riassemblaggio dei raccordi a compressione (contenenti nuove ghiere e dadi) sono disponibili presso i produttori di raccordi e rappresentano l'approccio corretto per i raccordi smontati che devono essere rimessi in servizio. Non tentare mai di spostare una ghiera precedentemente assemblata in una nuova posizione su un tubo e di serrarla nuovamente aspettandosi una tenuta affidabile.

5. In che modo i raccordi del compressore d'aria differiscono dai raccordi a compressione idraulica standard?

I raccordi per compressori d'aria comprendono tre tipi di prodotti distinti che servono diverse parti del sistema di aria compressa, mentre il termine raccordi a compressione idraulici si riferisce in genere solo al raccordo a compressione con diametro esterno del tubo con ghiera e dado. I collegamenti alle infrastrutture fisse nei sistemi di aria compressa utilizzano raccordi a compressione in ottone standard su tubi in rame o acciaio inossidabile, che sono funzionalmente identici ai raccordi a compressione idraulici nel loro meccanismo di tenuta a compressione. Il collegamento al serbatoio dell'aria, al regolatore di pressione e all'unità di filtraggio utilizza raccordi in ottone filettati BSP o NPT anziché raccordi a compressione. Il punto di connessione dell'utensile utilizza giunti a connessione rapida che si inseriscono e si rilasciano con un collare, che è un meccanismo completamente diverso dalla tenuta a compressione e non richiede ghiera o dado. La categoria dei raccordi per compressori d'aria copre quindi tutti e tre i tipi e la specifica corretta dipende da quale parte del sistema viene collegata.

6. Cosa causa la perdita di un raccordo a compressione e come posso ripararlo?

Le perdite dei raccordi a compressione hanno quattro cause principali. Un serraggio insufficiente (il dado di compressione non è stato ruotato sufficientemente oltre il serraggio manuale per deformare completamente la ghiera) produce perdite che in genere rispondono a un ulteriore serraggio di un quarto di giro del dado di compressione. Un serraggio eccessivo (il dado è stato girato più della rotazione specificata) schiaccia eccessivamente la ghiera, creando una perdita che peggiora con l'ulteriore serraggio anziché migliorare; la riparazione corretta è lo smontaggio completo con sostituzione della ghiera. La sede del corpo del raccordo danneggiata (da un assemblaggio ripetuto con una ghiera eccessivamente deformata o da contaminazione entrata nell'area della sede durante l'assemblaggio) produce una perdita che non risponde al serraggio del dado di compressione perché la superficie di tenuta è danneggiata; la riparazione corretta è la sostituzione della carrozzeria. Il diametro esterno del tubo fuori tolleranza (il tubo ha un diametro troppo piccolo perché la ferrula possa fare presa, in genere a causa dell'utilizzo di un tubo metrico con un raccordo imperiale o viceversa) produce una perdita che non può essere corretta serrando e richiede il raccordo di dimensioni corrette per il diametro esterno del tubo utilizzato.

7. Dovrei utilizzare nastro in PTFE sulle filettature dei raccordi a compressione in ottone?

No, il nastro in PTFE (nastro in teflon) non deve essere applicato alle filettature dei raccordi a compressione in ottone. Questo è uno degli errori di installazione più comuni commessi da persone che hanno familiarità con i raccordi per tubi filettati e che presumono erroneamente che i raccordi a compressione seguano le stesse regole di assemblaggio dei raccordi per tubi filettati. In un raccordo per tubo filettato (NPT o BSP), l'impegno della filettatura stesso è il meccanismo di tenuta principale e il nastro in PTFE riempie i microinterstizi nella filettatura per completare la tenuta. In un raccordo a compressione, l'impegno della filettatura tra il dado di compressione e il corpo del raccordo è un meccanismo puramente meccanico di avanzamento: genera forza ma non crea alcuna tenuta. La tenuta è formata esclusivamente dalla sede virola-corpo e dai contatti virola-tubo, che sono completamente indipendenti dalla filettatura. L'aggiunta di nastro in PTFE alla filettatura del raccordo a compressione altera l'attrito nell'impegno della filettatura, facendo sì che l'installatore raggiunga la coppia di serraggio specificata in una posizione rotazionale diversa dalla filettatura non riempita, con conseguente deformazione errata della ghiera. Applicare il nastro in PTFE solo alla porta filettata non a compressione del corpo di un raccordo a compressione (come una porta NPT o BSP sull'estremità opposta del raccordo rispetto alla connessione a compressione), dove è richiesta la sigillatura della filettatura.

8. Quali materiali dei tubi sono compatibili con i raccordi a compressione in ottone?

I raccordi a compressione in ottone sono compatibili con tubi in rame (l'applicazione primaria e più comune), tubi in acciaio inossidabile di calibro leggero (per applicazioni a pressione più elevata o critiche per la corrosione, utilizzando ghiere in acciaio inossidabile o ottone morbido appropriate), tubi in plastica di nylon e polietilene (con un inserto in ottone nel foro del tubo per evitare il collasso del foro durante la compressione della ghiera e 2 giri dopo il serraggio a mano) e tubi in PVC (con gli stessi requisiti di inserto di altri tubi in plastica). I raccordi a compressione in ottone non sono compatibili con tubi corrugati in acciaio inossidabile (CSST) utilizzati per il servizio del gas (che richiedono raccordi CSST dedicati), tubi in alluminio (dove la differenza di potenziale elettrochimico tra alluminio e ottone provoca corrosione galvanica al contatto della ghiera) o tubi in gomma o elastomeri (che non possono essere compressi con una ghiera senza collassare il foro del tubo e non si riprendono elasticamente dalla compressione della ghiera). Controllare sempre i dati di compatibilità del tubo del produttore del raccordo per il diametro esterno specifico del tubo, lo spessore della parete e la combinazione di materiali utilizzati, poiché il design della ghiera varia tra i produttori e non tutte le ghiere sono compatibili con tutti i tipi di tubo.

9. Come scelgo tra raccordi a compressione e raccordi push-to-connect per la mia applicazione?

La scelta tra raccordi a compressione e raccordi push-to-connect dipende da tre fattori. Innanzitutto, la frequenza di disconnessione: i raccordi push-to-connect sono progettati per assemblaggi e disassemblaggi ripetuti e sono ideali per applicazioni in cui potrebbe essere necessario interrompere la connessione per manutenzione, sostituzione dei filtri o riconfigurazione delle apparecchiature. I raccordi a compressione sono progettati come connessioni permanenti o semipermanenti e non devono essere smontati regolarmente. In secondo luogo, la pressione nominale: i raccordi a compressione per tubi di dimensioni medio-grandi hanno in genere valori di pressione più elevati rispetto ai raccordi push-to-connect di diametro equivalente, rendendo i raccordi a compressione la specifica corretta per applicazioni idrauliche, del gas e di processo ad alta pressione. In terzo luogo, sono richieste competenze di installazione: i raccordi push-to-connect non richiedono attrezzi, né specifiche di coppia e gestione della ghiera, il che li rende più veloci e meno dipendenti dalle competenze rispetto ai raccordi a compressione. Per una linea principale di distribuzione dell'aria compressa permanente che non verrà mai disconnessa, i raccordi a compressione su tubo di rame forniscono le prestazioni più affidabili e senza perdite a lungo termine. Per un sistema di distribuzione da banco da laboratorio che viene riconfigurato regolarmente, i raccordi a pressione su tubo in nylon o poliuretano forniscono una riconfigurazione più semplice e rapida senza il costo di sostituzione della ghiera dei raccordi a compressione.

10. Qual è la pressione nominale massima di un raccordo a compressione in ottone standard?

La pressione nominale massima di un raccordo a compressione in ottone standard dipende dal diametro esterno del tubo, dallo spessore della parete, dal design del raccordo e dal mezzo fluido contenuto. Per il servizio idrico, i raccordi a compressione standard in ottone su tubi di rame hanno generalmente una pressione nominale compresa tra 10 e 25 bar (da 145 a 360 PSI) a seconda delle dimensioni, mentre i raccordi più piccoli hanno valori nominali più elevati rispetto a quelli più grandi a causa delle pareti proporzionalmente più spesse e delle sezioni trasversali del foro più piccole. Per il servizio di aria compressa, gli stessi raccordi hanno generalmente una pressione nominale compresa tra 10 e 16 bar (da 145 a 232 PSI), che copre il campo operativo di tutti i sistemi di aria compressa standard per officine e industriali. Per il servizio del gas, i valori nominali potrebbero essere inferiori a causa di requisiti normativi che applicano fattori di sicurezza aggiuntivi alle approvazioni dei raccordi di distribuzione del gas. I raccordi a compressione in ottone per strumenti a doppia ghiera per applicazioni ad alta pressione hanno una pressione nominale di 200 bar (2.900 PSI) per tubi di dimensioni maggiori fino a 800 bar (11.600 PSI) per tubi per strumenti ad alta pressione di piccolo diametro, rendendo il design del raccordo a compressione applicabile a tutta la gamma, dalla fornitura di acqua domestica a bassa pressione alle apparecchiature idrauliche e per l'analisi del gas ad altissima pressione.