PROBLEMA:

Come sigillare i fori di lavorazione nei blocchi per circuiti ad alta ed altissima pressione?

Supponiamo di avere un canale di adduzione fluido in pressione del diametro di 10mm che deve essere sigillato con un tappo conico da ¼”, che ha un diametro medio di filetto di 12.3mm. A 4000 bar la spinta sul tappo risulta di 4000 x 12,32 x 0,7854 / 100 = 4753 daN che corrisponde al carico di rottura di una vite M12 classe 5.8. I blocchi sono solitamente costruiti in acciaio C45 al fine di resistere a pressioni altissime, che causano problemi alla resistenza della madrevite che può NON essere in grado di sopportare tale spinta con il pericolo dell’espulsione violenta del tappo. La pressione può riuscire a incunearsi fra vite e madrevite, anche se al montaggio sono stati utilizzati sigillanti anaerobici, con fuoriuscita continua di fluido dal tappo e conseguente necessità di risigillatura del foro. Ma questo non sempre sarà possibile in opera a causa di eventuali deformazioni permanenti del filetto femmina, di scarsa accessibilità del blocco in opera o di impossibilità di presa dei sigillanti dovuta alla presenza del fluido di lavoro che ne impedisce l’utilizzo.


SOLUZIONE:

Tappi di SICUREZZA ANTINFORTUNISTICI PER ALTA e ALTISSIMA PRESSIONE.

Una semplice soluzione che risolve brillantemente il problema di come sigillare i fori di lavorazione nei blocchi per circuiti ad alta ed altissima pressione.


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Riduzione della spinta sul filetto del tappo di chiusura

Per ottenere questo risultato il tappo è stato realizzato in due elementi distinti: il cono in lega di alluminio, o materiali diversi per pressioni via via crescenti, che costituisce l’elemento di tenuta; e il tappo in acciaio che è slegato dimensionalmente dal foro in pressione.

Forma e funzioni dell’elemento conico

Le principali ragioni per cui l’elemento conico risulta essere un elemento separato e distinto dal tappo sono legate alla ricerca di una migliore tenuta idraulica. L’elemento conico si accoppia col tappo filettato
mediante un codolo cilindrico con una tolleranza di accoppiamento tra questi due componenti molto ampia. Ciò permette un disallineamento assiale tra i due elementi di parecchi centesimi consentendo all’elemento conico di centrarsi perfettamente al foro di adduzione del fluido. L’angolo frontale dell’elemento conico è minore di quello delle normali punte  da trapano, in modo che l’accoppiamento con il foro da tappare sia su di uno spigolo vivo.
In questo modo, quando si serra il tappo sull’elemento conico, si ottengono due risultati: l’elemento conico si centra naturalmente sul foro e si deforma elasto-plasticamente sullo spigolo adattandosi perfettamente alle eventuali disomogeneità geometriche  o rugosità dello spigolo di  tenuta.

Sicurezza di tenuta meccanica del grano in caso di trafilamenti dell’elemento conico

Nel caso di trafilamenti, il liquido fuoriesce dalla tenuta dell’elemento conico e potrà defluire mediante una piccola fresatura presente  sullo stesso che comunica direttamente con la sede dell’esagono del tappo di serraggio.
Nel caso di perdite è possibile ripristinare la tenuta idraulica, anche con il circuito in pressione, agendo semplicemente sul tappo di serraggio (+10% dei valori indicati in tabella). Sconsigliamo quindi l’uso di sigillanti anaerobici durante il montaggio, in quanto la configurazione in  due pezzi del tappo assicura la resistenza alle vibrazioni e all’allentamento in quanto l’elemento conico ha la stessa funzione meccanica di anti-svitamento che ha la rondella piana posta sotto la testa di una vite.
 

Caratteristiche principali dei tappi di sicurezza con elemento di tenuta in lega di alluminio

  • Pressione max 2.800 bar (40.000psi)            
  • Temperatura max 280°C
  • Riduzione del 150% del carico sulla filettatura
  • Ripristino della tenuta anche in presenza di fluido nella  conduttura
  • Eliminazione dei liquidi sigillanti sui filetti
  • Eliminazione  delle guarnizioni di tenuta
  • Facile smontaggio (anche ripetuto) per ispezione conduttura e semplice ripristino della tenuta
  • Semplificazione delle lavorazioni di macchine utensili mediante normale foratura con punte elicoidali
  • Eliminazione delle superfici rettificate o relative sedi circolari (lamature)
  • Eliminazione rischio espulsione tappo anche in presenza di picchi di pressione pulsanti/colpi d’ariete/condotti alimentati da  accumulatore etc.
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Filettatura/thread: Gas Cilindrica Gas Cylindrical UNI-EN-ISO 228-1

DN A B C D E F G CH Nm
min max
1/8” 2 5 8,75 1/8” GAS • 55°-28 11 13 1x45° 15,5 4,7 (3/16) 15
1/4” 3 6 11,75 1/4” GAS • 55°-19 12 15 1x45° 18,5 6,3 (3/16) 42
3/8” 4 8,5 15,25 3/8” GAS • 55°-19 15 18 1x45° 21 7,9 (5/16) 94
1/2” 9 12,5 19 1/2” GAS • 55°-14 19,5 23 1,2x45° 27 9,5 (3/8) 203
3/4” 13 18 24,5 3/4” GAS • 55°-14 21,5 25 1,5x45° 29 14,2 (9/16) 490
1” 19 23 30,5 1” GAS • 55°-11 26,5 30 1,5x45° 33 15,8 (5/8) 560
1”1/4 24 32 39,5 1”1/4 GAS • 55°-11 29,5 33 2x45° 39 19 (3/4) 620
1”1/2 33 38 45 1”1/2 GAS • 55°-11 31 35 2x45° 43 19 (3/4) 710

Filettatura/thread: UNF ASA - B1.1 - 49

DN A B C D E F G CH Nm
min max
3/8” UNF 2 5 8,5 3/8” UNF • 60°-24 11 13 1x45° 15,5 4,7 (3/16) 15
1/2” UNF 3 6 11,5 1/2” UNF • 60°-20 12 15 1x45° 18,5 6,3 (3/16) 42
5/8” UNF 4 8,5 14,5 5/8” UNF • 60°-18 15 18 1x45° 21 7,9 (5/16) 94
3/4” UNF 9 12,5 17,5 3/4” UNF • 60°-16 19,5 23 1,2x45° 27 9,5 (3/8) 203
1” UNF 13 18 23,5 1” UNF • 60°-14 21,5 25 1,5x45° 29 14,2 (9/16) 490
1”1/4 UNF 19 23 29,5 1”1/4 UNF • 60°-12 26,5 30 1,5x45° 33 15,8 (5/8) 560
1”1/2 UNF 24 32 36 1”1/2 UNF • 60°-12 29,5 33 2x45° 39 19 (3/4) 620

Filettatura/thread: Metrica Metrics UNI-EN-ISO 4759-2

DN A B C D E F G CH Nm
min max
M10 2 5 8,75 M10x1,25 10 13 1x45° 15,5 5 15
M14 3 6 12,5 M14x1,5 12 15 1x45° 18,5 6 42
M16 4 8,5 14,5 M16x1,5 15 18 1x45° 21 8 94
M20 9 12,5 18,5 M20x1,5 19,5 23 1,2x45° 27 10 203
M27 13 18 25 M27x2 21 25 1,5x45° 29 14 490
M33 19 23 31 M33x2 26 30 1,5x45° 33 16 560
M42 24 32 39 M42x3 29 34 2x45° 39 19 620
M48 33 38 45 M48x3 31 36 2x45° 43 19 710

Sono disponibili 4 tipi di materiale ognuno con caratteristiche meccaniche specifiche

alluminio.png

Alluminio

 
rame.png

Rame

acciaio.png

Acciaio

acciaioinox.png

Acciaio Inox

 
 
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