GORE^® Guarnizione Universale per Flange (Style 800)

ASTM F36: Metodo standard di prova per comprimibilità e recupero elastico di materiali per guarnizioni

Il metodo di prova determina la comprimibilità a breve termine e il recupero elastico a temperatura ambiente di materiali per guarnizioni in lastra. Non è finalizzato a fornire una prova della comprimibilità sotto applicazione prolungata del carico, generalmente nota come "scorrimento plastico".

Fonte: ASTM International. Standard Test Method for Compressibility and Recovery of Gasket Materials - Designazione: F36–99 (riapprovato 2009)

ASTM F38: Metodo standard di prova per lo scorrimento plastico di materiali per guarnizioni

L'ASTM F38 fornisce un mezzo per determinare l'entità dello scorrimento plastico di materiali per guarnizioni in un determinato momento dopo l'applicazione di un carico compressivo. Questo metodo di prova serve a confrontare materiali affini sottoposti a condizioni controllate e la loro capacità di conservare nel tempo un determinato carico compressivo.

Fonte: ASTM International. Standard Test Methods for Creep Relaxation of a Gasket Material - Designazione: ASTM F38 - 00 (2014)

ASTM F37: Metodo standard di prova per la tenuta di materiali per guarnizioni

L'ASTM F37 fornisce un mezzo per determinare le caratteristiche di tenuta di materiali per guarnizioni in lastra e Form-in-place solidi, a temperatura ambiente. Questo metodo di prova è finalizzato a confrontare i materiali per guarnizioni in condizioni controllate e a fornire una misurazione precisa del livello di perdite.

Fonte: ASTM International. Standard Test Methods for Sealability of Gasket Materials - Designazione: ASTM F37 - 06(2013)

Metodo generale di prova

1. Inserire la guarnizione nel dispositivo ARLA
2. Misurare la distanza tra i portautensili
3. Applicare alla guarnizione il carico compressivo iniziale
4. Misurare la lunghezza del perno
5. Misurare la distanza tra i portautensili
6. Misurare il tasso di perdita (con uno spettrometro di massa) con gas elio a 800 psig
7. Indurre l'invecchiamento collocando il dispositivo caricato in un forno ad aria non ventilato
8. Rimuovere il dispositivo dal forno e lasciare raffreddare a temperatura ambiente
9. Misurare la lunghezza del perno
10. Misurare la distanza tra i portautensili

Risultati di prova

Panoramica del metodo di prova

"Lo scopo della direttiva VDI è quello di analizzare e organizzare le condizioni applicabili alle connessioni flangiate sulla base della normativa tecnica. Inoltre, di completare la panoramica delle condizioni includendo i più recenti risultati della ricerca, e di assistere gli utenti nella selezione, interpretazione, progettazione e assemblaggio di raccordi flangiati con particolare considerazione per le guarnizioni."⁽¹⁾ "Il test di sicurezza contro il rischio di blowout qui descritto per le guarnizioni all'interno di sistemi di tenuta con flange piane corrisponde all'attuale stato della tecnica di prova [...] una guarnizione da sola non è in grado di garantire la sicurezza dal rischio di blowout, che dipende sempre dall'intero sistema del raccordo flangiato.

Metodo generale di prova

1. Installare la guarnizione applicando la pressione superficiale in quattro fasi (25 %, 50 %, 75 % e 100 % della forza di avvitamento mediante serraggio incrociato). Nel verbale di prova devono essere indicati la pressione superficiale di installazione e lo spessore della tenuta. In tutte le fasi di prova, inoltre, verrà tenuta in considerazione la forza di sollevamento causata dalla pressione nominale e riferita al diametro medio della guarnizione.
2. Dopo 5 minuti serrare nuovamente alla pressione superficiale di installazione.
3. Riscaldare la flangia a 2 K/min in un forno a ricircolo d'aria oppure con cartucce riscaldate internamente.
4. Mantenere la temperatura di stoccaggio termico per almeno 48 ore.
5. Raffreddare la flangia a temperatura ambiente.
6. Misurare la pressione superficiale residua.

Fase di prova 1

Il test di sicurezza contro il rischio di blowout viene svolto con azoto a una pressione fino a 1,5 volte quella nominale. Se necessario, è consentito svolgere prove con valori di pressione superiori. La pressione interna deve aumentare gradualmente per incrementi di 5 bar fino alla pressione sopra menzionata. Il tempo di permanenza in ciascuna fase di pressione corrisponde ad almeno 2 min.

Viene definito "blowout" un calo della pressione superiore a Δp ≥ 1 bar·entro 5 s (V0 = volume sala prova). Nel verbale di prova deve essere riportata la pressione interna raggiunta. Se il blowout non si è ancora verificato al raggiungimento della massima pressione di prova, il test dovrà proseguire in conformità con la fase 2.

Fase di prova 2

La pressione interna viene scaricata e la pressione superficiale ridotta a 5 N/mm² relativamente alla forza di sollevamento causata dalla pressione interna. Le variazioni della pressione superficiale devono essere riportate nel verbale di prova."⁽²⁾

⁽¹⁾ Fonte: Verein Deutscher Ingenieure e. V.: VDI2200: Tight flange connections - Selection, calculation, design and assembly of bolted flange connections, giugno 2007, pagina 4
⁽²⁾ Fonte: ibidem, pagina 64

Risultati di prova

Panoramica del metodo di prova

Attualmente il Comitato F03 per le Guarnizioni propone questo come nuovo metodo di prova ASTM. Il test HOBT fornisce i parametri per determinare limiti di temperatura realistici per le guarnizioni in lastra o similari a base di politetrafluoroetilene (PTFE), e contribuire ad evitare pericolosi guasti o blowout. Questo metodo di prova è incentrato sui raccordi flangiati, comuni nell'industria della trasformazione chimica, per Classe 150 e Classe 300 ASME B16.5 a temperature moderate.

Fonte: ASTM International. New Test Method for Hot Blowout and Thermal Cycling Performance for Polytetrafluoroethylene (PTFE) Sheet or Sheet-Like Gaskets - Designazione: ASTM WK26064

Metodo generale di prova (Bozza 7)

1. Una guarnizione viene caricata su un dispositivo di prova per blowout a caldo dotato di flange a faccia rialzata NPS 3 Classe 150 o Classe 300. Il carico di serraggio specificato viene applicato alla guarnizione utilizzando una chiave dinamometrica e ricorrendo alle migliori pratiche di installazione.
2. Si attendono 30 minuti, quindi si riporta la guarnizione al carico di serraggio specificato.
3. Dopo un’ulteriore attesa di 30 minuti, si pressurizza il dispositivo con elio.
4. Per l'HOBT senza cicli termici, una volta applicata la pressione, la temperatura viene incrementata fino a 648,9 °C a una velocità massima di 16,1 °C al minuto fino a raggiungere il blowout o la massima temperatura del dispositivo di prova.
5. Per l'HOBT con cicli termici, una volta applicata la pressione, la temperatura viene incrementata alla velocità di 16,1°C al minuto. Il dispositivo viene quindi raffreddato a temperatura ambiente. Il ciclo viene ripetuto altre due volte per un totale di tre cicli termici per prova.

Il metodo prevede tre prove:

Prova 1: HOBT senza cicli termici.
Prova 2: HOBT con 3 cicli termici sulla base di una stima della temperatura ripresa dalla prova 1.
Prova 3: HOBT con 3 cicli termici sulla base di una stima della temperatura ripresa dalla prova 2.

Risultati di prova

Definizioni dei parametri di prova

Metodo generale di prova per guarnizioni morbide (Bozza 9)

1. Una guarnizione viene collocata in un dispositivo di prova idraulico con portautensile piano.
2. Viene applicata una serie di 3 cicli di carico e scarico durante i quali si misura il tasso di perdita ad ogni livello di carico. A seconda della fase, il sistema viene pressurizzato a 27,5 bar o 55 bar utilizzando gas elio. Il tempo di permanenza in ciascuna fase dipende dal momento in cui il tasso di perdita si stabilizza, con un tempo di permanenza minimo di 1 minuto e massimo di 5 ore.
3. I dati raccolti vengono raggruppati in due parti: Parte A e Parte B, e analizzati per ricavarne i parametri di prova. La Parte A rappresenta le prestazioni di posa iniziali di una guarnizione durante il serraggio iniziale della flangia. I dati della Parte A vengono utilizzati per determinare G_b, "a", e T_pmax. La Parte B simula le condizioni d'esercizio reali. I dati della Parte B vengono utilizzati per determinare G_s e T_pmin.

Metodo generale di prova di ROTTURA (Bozza 9)

1. Il carico sulla guarnizione viene ripristinato al livello S1.
2. Durante l'applicazione di cicli con carichi compressivi crescenti in progressione, per ciascun livello di carico si misura il tasso di perdita. Il sistema viene pressurizzato a 27,5 bar utilizzando gas elio. Il tempo di permanenza non deve superare i 15 minuti per ciascun livello di carico.
3. La prova è completata quando il tasso di perdita per un livello di carico supera il tasso di perdita osservato al livello S1 o quando si raggiunge il carico massimo delle apparecchiature.
4. Il carico massimo consentito è il livello di carico massimo al quale sono stati mantenuti i tassi di perdita S1.

Dati di prova per GORE Guarnizione Universale per Flange

ROTT Bozza 9 Procedura di prova per guarnizioni morbide

La norma EN 13555 fornisce il metodo di prova per generare i parametri della guarnizione utilizzati nei calcoli della norma EN 1591-1.

Definizioni delle costanti delle guarnizioni

Descrizione del metodo di prova generale

Risultati di prova

Di seguito vengono riportati i risultati di prova in base allo spessore della guarnizione.

• GORE Guarnizione Universale per Flange (Style 800) da 1,5 mm
• GORE Guarnizione Universale per Flange (Style 800) da 3 mm
• GORE Guarnizione Universale per Flange (Style 800) da 6 mm

Nota: Se lo spessore della guarnizione non è specificato sopra, utilizzare i dati dello spessore immediatamente superiore.

m & y sono costanti delle guarnizioni utilizzate per la progettazione della flangia come specificato nell'ASME Boiler and Pressure Vessel Research Code, divisione 1, sezione VIII, appendice 2. Attualmente nel gruppo di lavoro ASTM F03 viene proposto un nuovo metodo di prova basato sui tassi di perdita in contrapposizione ai carichi y e al fattore m per guarnizioni.

Definizioni delle costanti delle guarnizioni

m, ossia "fattore di mantenimento", descrive la quantità di precarico supplementare necessaria per mantenere il carico compressivo su una guarnizione dopo che un raccordo è stato sottoposto a pressione interna.

y, carico di posa, è il carico di compressione minimo (psi) necessario per ottenere una tenuta iniziale.

Risultati di prova

Dal momento che GORE Guarnizione Universale per Flange (Style 800) può essere utilizzata in una vasta gamma di applicazioni, Gore desiderava accertarsi che i valori m&y fossero idonei per ogni tipo di applicazione. Pertanto, Gore ha modificato il protocollo di prova m&y in archivio per tenere conto dell'influenza della pressione interna e della tenuta desiderata. I valori seguenti si riferiscono a una tenuta T3 testata in base a CETIM, verbale di riferimento n. 774630/6J1/a.

Non esistono standard di prova specifici per i Parametri per guarnizioni AD 2000 B 7. L‘edizione 2015 di “AD 2000-Merkblatt B7” fa riferimento alla EN 13555 quale standard di provad⁽¹⁾ e utilizza la tabella 9 di VDI 2200⁽²⁾ per il metodo di conversione. Si fa notare che la VDI dichiara la non validità di tale conversione a causa dei diversi metodi di misurazione. Si prenda nota dunque che si tratta di una stima dei valori. "Per fornire la certificazione di stabilità, tenuta alle perdite e TA Luft può essere utilizzata solamente la procedura conforme a DIN EN 1591-1 e AD 2000 in combinazione con DIN EN 1591-1 e con l’analisi FE."⁽³⁾

Gore supporta l’uso di AD 2000-Merkblatt B 7 e fornisce di seguito i necessari parametri delle guarnizioni.

Sussistono le seguenti relazioni⁽¹⁾:

k₀K_D ≙ Q_min· b_D
k₁ ≙ (Q_Smin / p) · b_D poiché m ≙ (Q_Smin / p)⁽⁴⁾
k₀K_Dϑ ≙ Q_Smax· b_D

laddove,

Per GORE Guarnizione Universale per Flange (Style 800) con spessore di 3 mm e con una pressione interna di 40 bar consigliamo di utilizzare:

• k₁ = 1,25 · b_D
• k₀K_D = 5 MP_a · b_D
• k₀K_Dϑ = 80 MPa · b_D Temperatura ϑ = 230°C

Se necessario per un’applicazione specifica, Gore raccomanda di eseguire conversioni individuali sulla base di dati di EN 13555.

L’utilizzo di valori generici secondo la tabella 1 di AD 2000-Merkblatt B 7⁽⁵⁾ non è, in via generale, consigliato. Tuttavia, tali valori possono essere applicabili in casi particolari.

Si fa inoltre notare che gli standard citati da DIN 2690 a DIN 2692 sono stati superati da EN 1514-1 nel 1997.

⁽¹⁾Arbeitsgemeinschaft Druckbehälter: AD 2000-Merkblatt B 7, Berechnung von Druckbehältern, Schrauben, Seite 4, 7.1.2.4, April 2015.
⁽²⁾Verein Deutscher Ingenieure e. V.: VDI2200, Tight flange connections - Selection, calculation, design and assembly of bolted flange connections, pagina 36, tabella 9, giugno 2007.
⁽³⁾Verein Deutscher Ingenieure e. V.: VDI2290, Emission Control - Sealing constants for flange connections, pagina 8, giugno 2012
⁽⁴⁾Si fa notare che il fattore m = Q_Smin / p era definito dalla norma DIN V 2505, superata da EN 1591-1 dove m non è più utilizzato
⁽⁵⁾Arbeitsgemeinschaft Druckbehälter: AD 2000-Merkblatt B 7, Berechnung von Druckbehältern, Schrauben, Seite 6, Tabelle 1, April 2015

Prova TA Luft in conformità con VDI 2200 (06-2007)

Per la prova TA Luft¹ la guarnizione viene installata su una flangia in acciaio DN40/PN40, di norma applicando un carico sulla guarnizione di 30 MPa. La flangia viene quindi esposta ad una temperatura definita per almeno 48 ore. Dopo il raffreddamento, il tasso di perdita viene misurato su un intervallo di almeno 24 ore. La prova viene svolta con elio a una pressione di 1 bar.

Perché la guarnizione possa ottenere la certificazione TA Luft, il tasso finale definitivo di perdita dopo una prova della durata di 24 ore deve rimanere sotto i 10^-4 mbar*l/(s*m).

I certificati TA Luft sono disponibili per spessori di 3 mm e 6 mm.

¹ Federal Ministry of Germany for the Environment, Nature Conservation, Building and Nuclear Safety: First General Administrative Regulation Pertaining the Federal Emission Control Act (Technical Instructions on Air Quality Control - TA Luft), Gazzetta ministeriale congiunta, 30 luglio 2012.

Il BAM (Federal Institute for Materials Research and Testing) testa la compatibilità del materiale delle guarnizioni per l'uso in raccordi flangiati con ossigeno liquido e gassoso. Ulteriori informazioni sulla procedura di prova e sui risultati possono essere reperite nel seguente Test Report.

La pubblicazione di Eurochlor publication on Experience of Gaskets in Liquid Chlorine and Dry or Wet Chlorine Gas Service e l'opuscolo 95 del Chlorine Institute Gaskets for Chlorine Service prendono in esame le guarnizioni per applicazioni con cloro sia a secco che a umido e specificano i materiali approvati per l'uso, in seguito a verifiche sul campo o all'esperienza delle aziende consociate. GORE® GR Guarnizione in lastra e GORE Guarnizione Universale per Flange (Style 800) figurano entrambe in tali pubblicazioni. I documenti sono disponibili presso le rispettive organizzazioni.

GORE Guarnizione Universale per Flange (Style 800) ha ricevuto la certificazione PDA (Product Design Assessment) secondo il programma di omologazione ABS.

Questo test analizza ioni idrosolubili di fluoruro e cloruro rilasciabili che possono causare la corrosione della flangia. I campioni vengono lisciviati per 24 ore a circa 95 °C in acqua demineralizzata. Se l’applicazione richiede questo tipo di test contattare Gore per ulteriori informazioni.

Le guarnizioni GORE soddisfano la definizione di "articolo", pertanto non sono richieste né una Scheda di Sicurezza del materiale (MSDS) né una Scheda di Sicurezza (SDS). Tuttavia, per questioni di praticità viene fornita una Scheda di Sicurezza del prodotto che specifica dettagliatamente la destinazione d'uso e la corretta gestione dei nostri articoli.

Il Sistema di gestione della qualità di Gore Guarnizioni Industriali è certificato in conformità con la norma ISO 9001.