Le guarnizioni più sottili offrono molti vantaggi:
• Maggiore resistenza allo scoppio grazie alla minore area della sezione trasversale esposta alla pressione media interna.
• Tassi di perdita ancora più bassi grazie alla sezione trasversale più piccola.
• Una migliore resistenza alla compressione e quindi carichi superficiali (pressione) più elevati sulla guarnizione possono essere applicati in sicurezza a una guarnizione più sottile.
• Migliore ritenzione della coppia di fissaggio grazie alle minori caratteristiche di rilassamento da scorrimento delle guarnizioni più sottili.
• Minor costo della guarnizione stessa.
Ove possibile" è difficile da applicare nella realtà. Come accennato in precedenza, le guarnizioni più spesse si adattano meglio a flange gravemente danneggiate o deformate, poiché la capacità di una guarnizione di riempire le irregolarità della flangia si basa sulla quantità di compressione della guarnizione a un dato carico.
Poiché la comprimibilità a un carico particolare è normalmente espressa come percentuale dello spessore originale della guarnizione, una guarnizione più spessa con uno spessore originale maggiore comprime effettivamente una distanza maggiore. Ad esempio, una compressione dell'10 per cento di una guarnizione da 1,0 mm significa una compressione di 0,1 mm. Con una compressione dell'10 per cento di una guarnizione da 3,0 mm, la guarnizione si comprimerà per 0,3 mm. Questa compressione extra della guarnizione significa che la guarnizione più spessa riempirà i graffi più profondi o i punti bassi meglio della guarnizione più sottile. Un esempio di variazione dello spessore della guarnizione in base alla comprimibilità della guarnizione è mostrato per guarnizioni di spessore 1,0 e 2,0 mm nel Grafico 1.
Tuttavia, i vantaggi derivanti dall’utilizzo di una guarnizione più spessa possono essere fuorvianti. Anche se la guarnizione più spessa sigilla più irregolarità della flangia, può anche portare ad altri problemi. Una guarnizione più spessa è più influenzata dal calore, quindi ha un rilassamento al creep maggiore. La variazione della pressione superficiale dopo aver esposto la guarnizione alla temperatura per due guarnizioni di diverso spessore è mostrata nel Grafico 2. Se una guarnizione viene caricata con 220 MPa ed esposta a una temperatura elevata di 10 0 gradi per 4 ore, la pressione superficiale residua della guarnizione per una guarnizione spessa 1,0 mm sarà 210 MPa e per una guarnizione spessa 2,0 mm 190 MPa (per una rigidità di 500 kN/mm). Ciò significa che una guarnizione più spessa perde più pressione sulla superficie della guarnizione, il che può portare a una durata di vita più breve della guarnizione e a maggiori tassi di perdita durante il funzionamento. La perdita di pressione sulla superficie della guarnizione è ancora più evidente a temperature più elevate.
Una guarnizione più spessa ha anche una resistenza alla compressione inferiore e pertanto il carico massimo sulla superficie della guarnizione a cui la guarnizione può essere esposta senza causare danni è inferiore. Questo vale sia per la temperatura ambiente che per quella elevata. La pressione superficiale massima che può essere applicata a una guarnizione cambia con la temperatura ed è mostrata per guarnizioni di spessore 1,0 e 2,0 mm nel Grafico 3. La pressione superficiale massima della guarnizione può essere determinata in base a standard come EN 13555.
Inoltre, anche l'attrito tra guarnizione e flangia è uno dei fattori che determinano la resistenza allo scoppio del giunto flangiato bullonato. L'attrito è una combinazione del fattore di attrito tra la guarnizione e le superfici della flangia e il carico totale del bullone. Poiché le guarnizioni sottili hanno un rilassamento allo scorrimento viscoso inferiore, il giunto mantiene un carico del bullone più elevato, il che porta a una migliore sicurezza contro lo scoppio.
Infine, poiché tutti i materiali delle guarnizioni sono in una certa misura permeabili, i fluidi possono passare attraverso il corpo della guarnizione. Guarnizioni più spesse creano un percorso più ampio per la permeazione e quindi forniscono tassi di perdita più elevati, ma si noti che può verificarsi anche il contrario. Se una guarnizione è troppo sottile per adattarsi alle irregolarità della flangia, il fluido può fuoriuscire dalla guarnizione invece che attraverso. Ciò può portare a tassi di perdita ancora più elevati rispetto alla guarnizione più spessa. Pertanto le flange che sono sufficientemente piatte e intatte da gestire guarnizioni sottili sigillano molto più saldamente con una guarnizione più sottile.
Anche il tipo di materiale della guarnizione in lamiera e il carico di compressione disponibile influiscono sullo spessore richiesto per sigillare un particolare giunto. Le guarnizioni con valori di comprimibilità più elevati non richiederanno lo stesso carico dei tipi più duri e meno comprimibili per ottenere una tenuta ermetica.
Questo perché guarnizioni più comprimibili possono compensare meglio le irregolarità sulla superficie della flangia e quindi è possibile utilizzare guarnizioni più sottili. Le flange che richiedono guarnizioni più spesse creano problemi che il produttore di guarnizioni non può controllare. Pertanto la soluzione migliore è utilizzare o progettare flange con carichi di compressione disponibili più elevati, mantenere la finitura superficiale in buone condizioni e utilizzare guarnizioni di spessore 1,5 mm o anche 1,0 mm quando possibile.
Tuttavia, le flange tutt'altro che perfette devono ancora essere sigillate. Questo di solito si ottiene considerando attentamente tutte le variabili dell'applicazione quando si seleziona lo stile e lo spessore del materiale di una guarnizione. Consultare il proprio fornitore di guarnizioni per indicazioni specifiche su qualsiasi applicazione di sistemi a flangia. Una corretta installazione è, come sempre, essenziale.
Pertanto la guarnizione deve essere assemblata con una pressione iniziale della guarnizione calcolata correttamente e installata utilizzando una buona procedura di installazione. Per calcolare una coppia di bulloni di assemblaggio adeguata per le connessioni a flangia circolare, suggeriamo di utilizzare il metodo di calcolo secondo EN 1591 Parte 1 e come base per una buona procedura di installazione è possibile utilizzare le linee guida della European Sealing Association.