La corrosione è un problema di compatibilità
I guasti ai cuscinetti nelle apparecchiature per processi chimici generalmente iniziano con vaiolatura, colorazione, corrosione interstiziale o degradazione del lubrificante. La causa sottostante è solitamente un’incompatibilità tra materiale e ambiente.
Un cuscinetto più grande o un intervallo di manutenzione più breve non risolvono il problema se la lega non resiste all’ambiente chimico, alla temperatura e al ciclo di pulizia.
La resistenza chimica dovrebbe essere esaminata come un sistema completo. L’alloggiamento, il contatto volvente o strisciante, le guarnizioni, il lubrificante, la bulloneria e il supporto possono guastarsi in modi diversi.
Dove fallisce l’acciaio cromato standard?
L’acciaio per cuscinetti offre elevata durezza e resistenza alla fatica, ma non è progettato per ambienti acidi, cloruri, lavaggi caustici o umidità prolungata. Quando il film d’olio viene perso, la corrosione può raggiungere rapidamente la pista o la superficie di scorrimento.
Nei settori alimentare e chimico e negli impianti soggetti a lavaggio, il grado dell’acciaio inossidabile va definito prima di finalizzare la geometria del cuscinetto.
Selezione 304, 316 e 316L
304 è generalmente adatto per umidità moderata, acqua pulita ed esposizione industriale generale. 316 aggiunge molibdeno per migliorare la resistenza al cloruro. Il 316L riduce il carbonio e può essere d’aiuto su parti saldate o sensibili alla sensibilizzazione.
La decisione dipende dall’esatto prodotto chimico, dalla concentrazione, dalla temperatura, dal tempo di esposizione e dalla possibilità che il liquido rimanga intrappolato.
| Esposizione | Rischio tipico | Materiale da valutare inizialmente |
|---|---|---|
| Acqua pulita/umidità | Macchie e dilavamento del lubrificante | 304 o 316 a seconda della pulizia |
| Cloruri/nebbie saline | Vaiolatura e corrosione interstiziale | 316 o 316L come prima scelta |
| Acidi | Vaiolatura rapida o corrosione generale | Controllare il mezzo, il pH, la temperatura e il tempo |
| Lavaggio caustico | Attacco superficiale e compatibilità delle tenute | Il 316 può aiutare, ma occorre verificare la chimica |
| Vapori | Condensa nelle fessure | Controllare la ventilazione, il lavaggio e il drenaggio |
| Miscele chimiche | Compatibilità imprevedibile | Richiede revisione tecnica |
La risposta migliore non è sempre “316 per tutto”. Un snodo sferico può richiedere parti esterne resistenti alla corrosione e una superficie di contatto più dura. Un perno folle può richiedere un’elevata durezza del rullo.
Domande che modificano la selezione
Prima di confermare il materiale, raccogliere:
- Quale sostanza chimica è presente e in quale concentrazione.
- Se il cuscinetto è esposto a nebulizzazione, spruzzi, immersione oppure soltanto ai vapori.
- Temperatura di esercizio e pulizia.
- Tempo di permanenza prima del risciacquo o dell’asciugatura.
- Se il liquido può rimanere in un foro, filettatura, rondella o tasca dell’alloggiamento.
- Se è richiesta elevata durezza, basso attrito o contatto esente da manutenzione.
Nel settore alimentare o farmaceutico, verificare anche se la migrazione del lubrificante, il funzionamento a secco o la facilità di pulizia sono più importanti del carico massimo.
Consigli pratici
Usare la guida ai materiali per un primo confronto, quindi definire la scelta in base all’esposizione reale. Evitare cavità nascoste nelle quali sostanze chimiche o detergenti possano ristagnare a macchina ferma. Specificare dadi, rondelle, alberi, perni e staffe compatibili.
Per le sostituzioni sono utili le fotografie del guasto. La vaiolatura sul bordo può indicare liquido intrappolato; le macchie vicino alle viti, componenti di fissaggio incompatibili. Un danno concentrato su un solo lato della pista o del rivestimento può invece segnalare disallineamento o sovraccarico.
Anche il lubrificante e le guarnizioni sono importanti
La resistenza chimica non riguarda solo il metallo. Un cuscinetto può utilizzare un buon acciaio inossidabile e guastarsi perché il lubrificante viene lavato via, si addensa, si separa o reagisce con la pulizia. Anche le guarnizioni e i rivestimenti cambiano con l’esposizione.
Nei perni folli, verificare se lo spruzzo raggiunge il rullo oppure soltanto la zona del perno. Nelle teste a snodo, controllare se sfera e rivestimento sono esposti direttamente o parzialmente protetti dal corpo. Negli snodi sferici, precisare se la superficie di scorrimento è lubrificata, con rivestimento in PTFE oppure progettata per funzionare a secco.
Se un acquirente afferma che un cuscinetto inossidabile è “arrugginito”, ci sono diverse possibilità:
- corrosione effettiva da parte di mezzi incompatibili;
- macchie dovute a raccordi in acciaio al carbonio vicini;
- residui secchi di pulizia sulla superficie;
- degrado del lubrificante che ha lasciato esposto il contatto;
- corrosione interstiziale attorno all’involucro.
Queste modalità sembrano simili in una foto veloce, ma richiedono azioni diverse.
Documentazione per progetti chimici
Riportare sul disegno o sulla richiesta le condizioni ambientali: grado del materiale, eventuale trattamento termico, lubrificante, prodotto chimico di pulizia, durata dell’esposizione e certificati richiesti. Nelle applicazioni sensibili, approvare un campione prima di passare alla produzione in serie.