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Tenute Meccaniche Speciali

Appartengono a questa serie quelle tenute che vengono progettate e realizzate su richiesta non essendo possibile una standardizzazione di tipo e dimensionale essendo il loro utilizzo legato alla ingegneria progettuale dei macchinari sui quali esse vanno montate.
 
In particolare queste tenute meccaniche sono utilizzate su impianti siderurgici dove le severe condizioni di lavoro, sia per le temperature di esercizio che per le condizioni operative dei macchinari richiedono l’impiego di materiali di qualità ed di alta affidabilità.
 
L’elemento che definisce la tenuta è il contatto fra due superfici striscianti delle quali una e fissa, mentre l’altra è rotante.
Questo elemento si deve considerare l’elemento tecnologico che è stato migliorato nel tempo per rendere sempre più affidabile la tenuta e nel assicurare un maggior numero di ore di lavoro effettivo.
 
Dagli anni settanta la tenuta meccanica è stata realizzata avendo come elemento fisso un anello in bronzo, rettificato e lappato, strisciante su un anello di contatto la cui superficie di contatto è caratterizzata da un riporto di “Stellite” con successiva rettifica e lappatura.
 
Questa tecnologia è stata utilizzata per molti anni, ma la TACLAB ha studiato e messo a punto un sistema di riporto innovativo per ottenere quei miglioramenti che sono stati espressi precedentemente.
 
Attualmente la superficie di contatto è realizzata con un riporto di Carburo di Tungsteno che offre caratteristiche meccaniche superiori a quello realizzato con Stellite.
 
Vengono quindi esaminate qui di seguito le caratteristiche di entrambi i metodi di riporto.

RIPORTO CON STELLITE
La Stellite è una lega di cobalto-cromo con aggiunta in percentuali minori, di ferro, nichel, silicio e manganese.
La Stellite è prodotta in diversi gradi in funzione delle caratteristiche d’impiego richieste.
Le caratteristiche dei gradi della Stellite definiscono qualità di durezza e di valori di resistenza alla rottura ed allungamento.
Emerge però un dato che viene espresso dalla pratica ed è quello relativo alla porosità della superficie riscontrata ai diversi tipi di riporto.
La superficie utilizzata per il contatto con l’anello in bronzo, realizzato con caratteristiche meccaniche speciali, deve offrire omogeneità per assicurare una buona tenuta.
E’ stato riscontrato praticamente che la maggiore omogeneità corrisponde al tipo Stellite 6 che presenta una durezza di ca. 40 HRC che è l’elemento di maggior rilevanza nel contesto della tenuta.
 
Il processo di riporto della Stellite è un processo “a caldo” ottenuto mediante saldatura della Stellite sulla superficie.
Si tratta quindi di un processo intermedio, poiché dopo il riporto l’anello di contatto deve essere completato di tutte le lavorazioni di finitura essendo l’anello soggetto a distorsioni per il trattamento di saldatura.
Il completamento delle lavorazioni si ha con la rettifica e la lappatura della superficie di contatto.
Lo spessore del riporto è di ca 1 mm, per cui quando si verifica usura della superficie è possibile una o due ripassate di rettifica dell’anello prima del ripristino con un nuovo riporto.

RIPORTO CON CARBURO DI TUNGSTENO
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 La lega utilizzata per questo riporto è in pratica Carburo di Tungsteno con aggiunta di Cobalto e Cromo
 
Questo processo non ha gradi alternativi ma è il risultato di una tecnologia e rappresenta lo stato dell’arte attuale per rivestimenti critici fra i quali anche il rivestimento di superfici destinate alla tenuta poiché la superficie si presenta molto compatta con una bassissima porosità.
La durezza che viene assicurata è di ca. 72/73 HRC.
Il processo di rivestimento è un processo “a freddo” con riporto di polveri che sono spruzzate sulla superficie con sistemi di detonazione ad alta pressione. Pertanto questa è considerata una operazione finale poiché questa operazione non altera le dimensioni finite dei pezzi. Lo spessore del riporto finale è di ca. 0,25 mm per cui quando si verifica usura è possibile un ripasso della superficie per il ripristino alle condizioni ottimali di lavoro.

CONFRONTO DEI DUE PROCESSI

RIPORTO DI STELLITE
 
La superficie riportata con Stellite presenta una durezza limitata a 40 HRC per cui l’usura procurata dall’anello in bronzo nel contatto strisciante ha una certa frequenza che è difficile da stabilire poiché le condizioni di lavoro di queste tenute variano di molto a seconda della posizione nella quale sono montate.
Quando inoltre si deve ripristinare l’anello di contatto dopo l’usura il processo a caldo tende a distorcere l’anello per cui l’operazione diventa difficoltosa ed anche costosa per mantenere le dimensioni originali dell’anello.
 
RIPORTO CON CARBURO DI TUNGSTENO
 
La superficie riportata con Carburo di Tungsteno presenta una durezza di 72/73 HRC molto più dura di quella con Stellite e pertanto, anche se in questo caso, come peraltro menzionato precedentemente, non sia precisabile una durata all’usura, si avrà certamente un incremento della vita dell’anello di contatto valutabile in 30/40% in ore di lavoro effettivo.
Quando si deve poi ripristinare l’anello dopo un primo ripristino, l’operazione è più semplice poiché, essendo una operazione a freddo, le dimensioni originali non vengono modificate e l’operazione risulta anche più economica.
 
 LAPPATURA SPECIALE
 
La TACLAB procede sempre nella ricerca del miglioramento tecnologico dei suoi materiali.
Pertanto sta introducendo nella produzione attuale un implemento della qualità della lappatura con la lucidatura a specchio delle superfici di contatto.
Questa soluzione riduce ulteriormente l’attrito fra le due superfici in contatto, migliorando nel contempo anche la resistenza all’usura dei due anelli.