Guida alla scelta del materiale per guarnizioni oleodinamiche in base a pressione, velocità e temperatura

La selezione del materiale di una guarnizione non è mai una scelta “di catalogo”: è una decisione tecnica che incide direttamente su sicurezza, affidabilità, durata e costi di manutenzione di un sistema oleodinamico.

In applicazioni dinamiche — in particolare tenute stelo, tenute pistone e sistemi rotativi — il corretto accoppiamento tra materiale, profilo e condizioni operative è ciò che determina se una guarnizione offrirà 100.000 cicli o 1.000.000+ di cicli senza perdita.

In questa guida analizziamo i principali materiali utilizzati nelle guarnizioni oleodinamiche e come selezionarli in funzione di tre variabili critiche:

    •    Pressione di esercizio

    •    Velocità (lineare o rotativa) del movimento

    •    Temperatura del fluido e dell’ambiente di lavoro

Perché la scelta del materiale è fondamentale

Ogni materiale ha una sua finestra operativa, definita da:

    •    resistenza all’estrusione

    •    resilienza elastica

    •    compatibilità chimica

    •    resistenza al calore

    •    attrito e capacità di lubrificazione

    •    rigidezza/elasticità

Una selezione impropria porta a:

    •    gonfiaggi del materiale

    •    rotture per estrusione

    •    indurimento precoce

    •    abrasione accelerata

    •    trafilamenti e micro-perdite

    •    collasso della tenuta in cicli ad alta frequenza

Nel 90% dei casi di guarnizioni che “durano poco”, il problema si riconduce proprio alla scelta sbagliata del materiale rispetto alle condizioni reali di lavoro.

I materiali principali per guarnizioni oleodinamiche

Analizziamoli con un taglio ingegneristico e applicativo.

⸻

NBR (Nitrile Butadiene Rubber)

Range tipico: –30°C / +100°C

Pressione: media

Applicazioni: cilindri standard, linee oleodinamiche tradizionali

L’NBR è il materiale “classico” per O-ring e tenute statiche.

Ottimo rapporto qualità/prezzo, ma non è adatto ad alte temperature o ad oli sintetici speciali.

Pro:

    •    Buona resistenza agli oli minerali

    •    Ottima elasticità

    •    Economico

Contro:

    •    Non adatto ad applicazioni estreme

    •    Tende a indurire nel tempo

Quando sceglierlo: manutenzioni ordinarie, cilindri a basse velocità, applicazioni indoor.

⸻

FKM (Fluoroelastomero – Viton®)

Range: –20°C / +200°C

Pressione: medio-alta

Applicazioni: ambienti caldi, oli speciali, circuiti ad alta temperatura

Il FKM è il “salto di qualità” quando l’NBR non basta.

Pro:

    •    Altissima resistenza a temperature elevate

    •    Eccellente compatibilità chimica

    •    Ottima stabilità nel tempo

Contro:

    •    Costo superiore

    •    Elasticità inferiore rispetto all’NBR

Quando sceglierlo: quando la temperatura supera i 100°C o servono cicli lunghi e costanti.

⸻

PU (Poliuretano)

Range: –30°C / +100°C

Pressione: alta

Applicazioni: tenute dinamiche, steli, pistoni, cilindri ad alta velocità e pressione

Il materiale più utilizzato nelle tenute dinamiche moderne.

Il PU offre un compromesso eccellente tra elasticità, rigidità e resistenza all’abrasione.

Pro:

    •    Resistenza all’estrusione molto elevata

    •    Ottimo comportamento in cicli rapidi

    •    Ottima resistenza all’usura

Contro:

    •    Sensibile a fluidi aggressivi non idonei

    •    Può irrigidirsi con il freddo

Quando sceglierlo: sistemi che lavorano 24/7, cilindri ad alta frequenza, logistica, macchine movimento terra.

⸻

PTFE (Teflon) e compound caricati (bronzo, carbone, grafite)

Range: –70°C / +260°C

Pressione: molto alta

Velocità: molto alta

Applicazioni: macchine automatiche, alte velocità, pressioni estreme, cicli intensivi

Il PTFE non è elastico, quindi necessita spesso di un O-ring di precarico.

È il materiale più performante in assoluto per applicazioni dinamiche estreme.

Pro:

    •    Attrito bassissimo

    •    Resistenza alle alte temperature

    •    Stabilità dimensionale

    •    Adatto a cicli estremi (anche oltre 1 milione)

Contro:

    •    Richiede tolleranze precise

    •    Non si adatta alle irregolarità come gli elastomeri

Quando sceglierlo: alta velocità, alta pressione, ambienti aggressivi, macchine automatiche.

Scelta del materiale in base alle condizioni operative

Questa è la parte ingegneristica cruciale: come correlare pressione, velocità e temperatura.

Pressione

Velocità

Basse velocità (fino a 0,5 m/s)

→ NBR o PU funzionano perfettamente.

Velocità medie (0,5–1 m/s)

→ PU è il più indicato per resistenza all’usura.

Altissima velocità (>1 m/s o cicli 800.000+)

→ PTFE o PTFE bronzo

Perfetto anche per sistemi rotativi o macchine automatiche.

Temperatura

Errori comuni nella scelta del materiale (e come evitarli)

Errore 1 — Basarsi solo sulla pressione nominale

Va sempre valutato il picco di pressione istantaneo.

Errore 2 — Ignorare il tipo di movimento

Una guarnizione per pistone non reagisce come una per stelo.

Errore 3 — Non considerare la rugosità delle superfici

Il materiale migliore può fallire se la finitura non è corretta.

Errore 4 — Tolleranze non adeguate

Troppo gioco = estrusione

Troppa interferenza = usura accelerata

Errore 5 — Sottovalutare il fluido utilizzato

Alcuni oli sintetici deteriorano NBR e PU.

Conclusioni: come scegliere correttamente

In sintesi:

    •    NBR → statico, basse temperature, soluzioni economiche

    •    PU → dinamico, alta pressione, alta resistenza all’usura

    •    FKM → alte temperature, oli speciali

    •    PTFE → pressioni estreme, alta velocità, lunga durata

La scelta ideale nasce sempre dall’incrocio tra:

    1.    Pressione effettiva

    2.    Velocità e tipo di movimento

    3.    Temperatura del sistema

    4.    Rugosità e tolleranze

    5.    Fluido in uso

Hai dubbi sul materiale più adatto per la tua applicazione?

Sixten supporta progettisti, manutentori e OEM nella scelta della guarnizione ideale per ogni condizione operativa, anche con produzioni dedicate e soluzioni fuori standard.

👉 Contattaci per una consulenza tecnica o per richiedere un materiale specifico.