Il carburo di silicio è uno dei materiali più utilizzati per la fabbricazione di facce di contatto per guarnizioni meccaniche sottoposte a condizioni impegnative. Grazie alle sue proprietà meccaniche e chimiche, questo materiale ha la capacità di adattarsi a molteplici applicazioni, rendendolo estremamente versatile. Detto questo, è necessario scegliere il tipo di carburo di silicio appropriato per massimizzare la durabilità delle guarnizioni ed evitare possibili guasti che porterebbero a fermi macchina, spese impreviste e rischi per la sicurezza.
In molti casi, i guasti alle pompe sono legati alla scelta di un materiale inadeguato per le condizioni di lavoro. Pertanto, è fondamentale capire quali benefici offre il carburo di silicio e quale delle sue varietà si adatta meglio a ciascuna applicazione per ridurre i costi di manutenzione e favorire la continuità della produzione. A seguire esamineremo questi e altri aspetti chiave sul materiale:
Che cos’è il carburo di silicio e perché il suo uso è così diffuso?
Il carburo di silicio è un composto di silicio e carbonio con una grande durezza e stabilità chimica. Queste qualità lo rendono un materiale ideale per l’uso in pezzi sottoposti a frizione costante, come le superfici di attrito delle guarnizioni meccaniche, evidenziando in particolare la sua integrazione in cartucce e chiusure di processo.
Inoltre, ha la capacità di mantenere le sue proprietà anche in condizioni di temperatura e pressione elevate, il che riduce l’insorgenza di guasti e allunga la vita degli apparecchi. Tutto ciò ha contribuito a farlo diventare un materiale di riferimento per la fabbricazione di componenti meccanici in settori come quello chimico, petrolchimico, alimentare, del trattamento delle acque e del riciclo.
Grazie ai progressi nei processi di fabbricazione, oggi è possibile produrre carburo di silicio con diversi gradi di purezza e struttura cristallina per adattare le sue proprietà a ciascuna applicazione concreta. È proprio questa capacità di adattamento che lo distingue da altri materiali tradizionali.
Queste sono alcune delle industrie che traggono maggiori benefici dal carburo di silicio:
- Chimica e petrolchimica, per la loro resistenza a prodotti aggressivi.
- Trattamento e dissalazione dell’acqua, per la sua resistenza alla pressione e all’usura.
- Industria alimentare e farmaceutica, per la sua resistenza alla temperatura e le sue buone prestazioni in termini di tenuta.
- Cestino e mineraria, per la loro resistenza ai fluidi abrasivi.
- Modelli specifici di guarnizioni meccaniche e cartucce adattate a ogni necessità, come il LRB17 (depuratori), LSC40 (qualunque settore), LMS23/LMS27 (settore chimico) o LDC80G/LDC83 (settore farmaceutico).
Vantaggi del carburo di silicio rispetto ad altri materiali
Scegliere il carburo di silicio per la produzione di guarnizioni meccaniche offre una serie di vantaggi diretti per le operazioni quotidiane. Offre queste prestazioni grazie alla sua elevata resistenza ai materiali abrasivi dove altri componenti si usurano rapidamente. È totalmente compatibile con sostanze pastose, appiccicose e chimicamente aggressive senza che ciò influisca sulle sue prestazioni, il che si traduce in meno fermi macchina imprevisti e una riduzione dei costi di manutenzione. Inoltre, la sua alta resistenza all’usura consente di allungare gli intervalli tra le revisioni e favorisce la prevedibilità e la sicurezza.
Investire in un materiale di qualità come il carburo di silicio di solito è più conveniente a medio termine rispetto a scegliere alternative più economiche, ma meno durature. Quando si verifica un guasto, si generano spese per l’acquisto di un pezzo nuovo, il lavoro e il tempo in cui la linea di produzione è stata ferma. Pertanto, è importante tenere in considerazione il costo totale durante il ciclo di vita dell’attrezzatura e non solo il prezzo iniziale.
In sintesi, questi sono alcuni dei benefici più importanti di questo materiale:
- Maggiore durata della guarnizione meccanica, anche in condizioni altamente esigenti.
- Meno fermi per manutenzione grazie alla sua resistenza all’usura.
- Compatibilità con fluidi abrasivi, appiccicosi o chimicamente aggressivi.
- Buon comportamento anche con temperature e pressioni elevate.
- Versatilità per adattarsi a diversi tipi di applicazioni.
Tipi di carburo di silicio: quale scegliere per ogni applicazione
Esistono diversi tipi di carburo di silicio a seconda di come vengono prodotti e delle proprietà che acquisiscono o perdono in ogni processo. A seguire, viene mostrata una tabella con le quattro varianti più utilizzate nelle facce di contatto per facilitare la scelta del tipo corretto in base all’applicazione.
| Tipo di carburo di silicio | Processo di fabbricazione | Beneficio principale | Uso preferenziale |
| Sintetizzato | Sintetizzato tramite processo chimico | Costo di produzione più ridotto | Fluidi poco aggressivi o a bassa concentrazione chimica |
| Sintetizzato senza silicio libero | Sintetizzato mediante trattamento termico | Resistenza chimica molto elevata | Praticamente qualsiasi prodotto, inclusi quelli aggressivi |
| Con grafite | Incorpora particelle di grafite nella rete cristallina | Miglior comportamento con poca lubrificazione | Fluidi pastosi, appiccicosi o che si vaporizzano facilmente |
| Diamantato | Rivestimento superficiale con particelle di diamante | Funzionamento a secco per brevi periodi | Guarnizioni meccaniche in reattori verticali |
Carburo di silicio sinterizzato
Questa variante si ottiene tramite un processo chimico che riduce i costi di produzione ed è un’ottima scelta per applicazioni comuni nel settore degli impianti di depurazione, dove sono necessarie soluzioni efficienti per fluidi a bassa concentrazione chimica o non eccessivamente aggressivi. In questo tipo di impianti, spicca l’applicazione della guarnizione meccanica LRB17. Anche se non mostra elevate prestazioni contro attacchi chimici severi, potrebbe perdere durezza o usurarsi più velocemente in ambienti molto aggressivi, ha la particolarità di essere conducente dell’elettricità, un fattore che si differenzia dal Sinterizzato senza silicio libero.
Carburo di silicio sinterizzato senza silicio libero
In questo caso, il materiale viene sinterizzato mediante un trattamento termico che genera una rete cristallina molto più compatta. Come risultato, presenta una resistenza chimica molto superiore ed è in grado di sopportare praticamente qualsiasi prodotto aggressivo senza degrado. Per la sua alta polivalenza e affidabilità a lungo termine, si adatta a qualsiasi tipo di settore industriale, essendo un esponente chiave di questa variante la cartuccia LSC40. Si può differenziare dal silicio sinterizzato chimicamente perché è isolante e non conduce elettricità.
Carburo di silicio con grafite
Questo tipo di carburo incorpora particelle di grafite nella sua rete cristallina, migliorando notevolmente il suo comportamento in condizioni di lubrificazione precaria o esigente. È ideale per i processi del settore chimico, dove si lavora frequentemente con fluidi viscidi, appiccicosi o che tendono a vaporizzarsi rapidamente. Le soluzioni sviluppate con questa tecnologia, come i modelli LMS23 o LMS27, permettono di ridurre drasticamente l’attrito sulla faccia di contatto in momenti critici, proteggendo la guarnizione ed evitando fermi macchina non programmati o per lavorare con barriere di gas.
Carburo di silicio diamantato
Si produce applicando un rivestimento superficiale di microparticelle di diamante sulla faccia di contatto, il che aumenta sostanzialmente la sua durezza. Questa caratteristica permette alla guarnizione di funzionare a secco per brevi periodi o a basse velocità senza accelerare l’usura, ed è particolarmente apprezzata nelle applicazioni dell’industria farmaceutica e nelle guarnizioni per reattori verticali. In questa categoria di massima richiesta spiccano i modelli LDC80G e LDC83.
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È essenziale tenere sempre presente il tipo di applicazione per cui verrà utilizzato, poiché scegliere la varietà più adatta rappresenterà una differenza reale in termini di affidabilità, durata delle guarnizioni, costi di manutenzione e riduzione dei guasti.
Se hai qualche dubbio, contatta Lidering e ti aiuteremo a trovare la soluzione che meglio si adatta alle tue esigenze.
