Oleodinamica e pneumatica: materiali antiusura

I materiali antiusura sono essenziali per garantire la durata degli asset e per migliorare la funzionalità e l'efficienza operativa della macchina.

Usura: cause e fattori

L’usura rappresenta un fenomeno di deterioramento graduale del materiale di un componente, provocato dal movimento e dal contatto continuo tra due superfici solide.

È certamente un elemento fondamentale da tenere sotto controllo, in quanto incide direttamente sull’affidabilità, sulla longevità e sulle prestazioni operative della macchina.

Essa, infatti, influisce spesso negativamente sulla precisione dei movimenti, sulla tenuta dei componenti e sulla qualità del fluido di lavoro.

Di conseguenza, si verificano un incremento dei costi di produzione, l’insorgere di guasti imprevisti e una significativa diminuzione dell’efficienza.

L’usura nei sistemi oleodinamici e pneumatici può essere distinta in base ai meccanismi che la provocano e alle condizioni operative in cui si manifesta.

Fattori quali la velocità di movimento, la pressione, la temperatura, la qualità del fluido e le proprietà dei materiali a contatto determinano sia la natura che l’entità dell’usura.

Per questo motivo, durante la progettazione, l’esercizio e la manutenzione, risulta fondamentale comprendere specifici fattori, poiché rappresentano un criterio primario nella scelta del materiale più adatto da impiegare.

Tipologie di usure

In relazione a specifici fattori si innescano diversi tipi di usura:

• Abrasione
  Si manifesta frequentemente quando particelle abrasive, come polveri e contaminanti presenti nel fluido o nel gas, entrano in contatto con superfici metalliche. 
  Queste particelle, grazie alle loro caratteristiche, asportano sottili strati di materiale dalla superficie dei componenti. 
  È particolarmente rischiosa quando il  fluido ha una viscosità troppo bassa, poiché il lubrificante non riesce a fornire un’adeguata protezione alle superfici in movimento.
  
  
• Cavitazione
  La cavitazione si presenta quando il fluido subisce una rapida diminuzione di pressione, portando alla formazione di bolle di gas o vapore che poi implodono non appena la pressione aumenta nuovamente.
  Il collasso meccanico di queste bolle genera micro-urti sulle superfici metalliche, causando danni localizzati ed erosione del materiale.
  
  
• Corrosione
  La corrosione consiste in un degrado chimico delle superfici metalliche provocato dal contatto con sostanze aggressive presenti nel fluido di lavoro. Questi possono infatti contenere acqua, acidi o altre sostanze reattive, che spesso rappresentano la causa principale della corrosione. Nei sistemi oleodinamici, la presenza di acqua nel fluido può favorire la formazione di acidi che accelerano la corrosione superficiale dei metalli.
  
  
• Usura da adesione
  Questa tipologia di usura si verifica quando le superfici metalliche in movimento vengono a contatto diretto tra loro senza la presenza di un adeguato film lubrificante.
  La pressione che si esercita durante il contatto può portare alla creazione di micro-legami tra le superfici, che vengono interrotti non appena il movimento riprende.
  
  

Materiali antiusura

Per contrastare il fenomeno dell’usura, l’impiego di materiali innovativi con elevate caratteristiche meccaniche e tribologiche è essenziale.

L’evoluzione continua di questi materiali rappresenta un elemento chiave per  il futuro dell’ingegneria oleodinamica e pneumatica.

Vediamo le caratteristiche di alcuni dei materiali più utilizzati:

Acciai legati

Gli acciai legati rappresentano una delle principali soluzioni attualmente impiegate per i componenti oleodinamici e pneumatici, grazie alla loro elevata resistenza meccanica, durezza e capacità di opporsi all’abrasione.

Tra gli elementi di lega più comuni troviamo il cromo, molibdeno, nichel e vanadio, che sono particolarmente indicati per le loro proprietà resistenti all’usura e alla corrosione.

Leghe resistenti per applicazioni estreme

Oltre agli acciai legati, le leghe di nichel, titanio e cobalto trovano applicazione nei sistemi oleodinamici  operanti in condizioni estreme. Alcuni esempi rilevanti sono:

-  Le leghe di Nichel con un'eccellente resistenza alla corrosione e alle alte temperature;

- Le leghe di Titanio con un' elevata resistenza meccanica e con densità ridotta, ideale per applicazioni aerospaziali e in ambienti aggressivi;

- Leghe di Cobalto, che si distinguono per le superiori proprietà anti-usura, ideali per componenti soggetti a forte abrasione.

Materiali compositi
I materiali compositi rappresentano un’importante innovazione nel settore oleodinamico e pneumatico, grazie alla loro combinazione di leggerezza e resistenza meccanica.

Tra i più utilizzati troviamo i compositi a matrice metallica, i compositi a matrice polimerica e i compositi rinforzati con fibre di carbonio. Questi, in particolare, garantiscono leggerezza e rigidità, riducendo al contempo l’attrito e l’usura dei componenti in movimento.

Dietro ogni nostra realizzazione c’è un know-how solido, che prende forma attraverso i progetti dei clienti e le loro esigenze produttive.

Il nostro impegno nel fornire soluzioni di qualità va oltre la semplice costruzione di impianti: si traduce in un percorso di collaborazione orientato al miglioramento continuo dei processi, alla riduzione dei costi di gestione e all’aumento dell’affidabilità operativa.

Ogni scelta progettuale, ogni materiale e ogni dettaglio tecnico riflettono la volontà di trasformare la competenza ingegneristica in valore concreto e duraturo per i nostri partner.

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