Le spirometalliche essenzialmente sono costituite da due elementi:
una parte metallica generalmente costituita da acciai o leghe derivate che hanno la funzione di assorbire i carichi e generare lo
stato tensionale, ed un filler che permette invece la tenuta tra le varie spire del metallo.
Gli acciai utilizzati così come i filler sono molto diversi proprio per seguire le diverse esigenze di temperatura e di pressione del sistema di tenuta.


I filler impiegati nelle guarnizioni spirometalliche sono diversi e vengono scelti in funzione di due parametri fondamentali:
• Temperatura di esercizio
• Resistenza Chimica verso i Chemicals a contatto.
Resistenza alla Temperatura dei filler più comuni
Grafite -240 °C 480°C
Minerali di clorite -185 °C 870 °C
Materiale ceramici -100 °C 300 °C
PTFE -185 °C 260°C
Fibre di materiali ceramici -100 °C 1260°C
la seguente tabella è solo indicativa

La grafite è molto usata per le sue diverse proprietà date dalla sua particolare struttura cristallina. Uno dei suoi limiti di impiego risulta essere la sua porosità, quindi non adatta ad applicazioni di vuoto spinto dove l’uso del PTFE risulta più performante, grazie alla sua bassa permeabilità.
Per temperature superiore ai 500°C c’è una generale tendenza all’uso di materiali ceramici, che si presentano in fibra Tali materiali vengono utilizzati solo per le altissime temperature.


R (ovale e ottagonale) - si usa per flange standard, Rx e BX si consigliano per pressioni superiori a 700 bar




 

 

Grafite
La grafite non è altro che carbonio nella forma elementare ottenuto per reazioni di cracking da idrocarburi.
La struttura cristallina è di tipo lamellare e per effetto di un’ibridazione del carbonio che fa si che l’arrangiamento degli atomi avvenga su uno stesso piano. I diversi piani vengono mantenuti insieme da legami secondari quindi di minore intensità.
L’applicazione di piccoli carichi determina lo scivolamento dei diversi strati dando al materiale una bassa consistenza ed un’elevata sfaldabilità. Queste caratteristiche strutturali danno alla grafite proprietà autolubrificanti, di buona compressibilità che unite ad un’elevata inerzia chimica la rendono idonea in molte applicazioni.
La grafite ha una conducibilità termica molto alta e quindi ideale in applicazioni di scambio termico. Essa viene utilizzata soprattutto per piping, valvole, pompe ecc. L’unico limite è dato dalla temperatura che non può essere superiore
ai 400°C continui d’esercizio per il verificarsi di fenomeni di ossidazione, anche se particolari condizioni di processo ne consentono il superamento.

PTFE
Il politetrafluoroetilene è un polimero ad alto peso specifico caratterizzate dal legame Fluoro Carbonio.
Questo tipo di legame è particolarmente stabile, in quanto il fluoro ponendosi all’estrema sinistra della tavola periodica ha un’elevata elettronegatività e quindi la nuvola elettronica è molto compatta e prevalentemente spostata sull’atomo di fluoro.
Per queste caratteristiche di legame di elevata stabilità e compattezza il polimero che ne risulta evidenzia una serie di proprietà che possiamo riassumere di seguito:
• Elevata stabilità termica rispetto agli altri polimeri in commercio.
• Resistenza ai solventi chimici
• Permeabilità ai gas molto bassa
• Basso coefficiente d’attrito
• Elevata antiadesività.
• Ottima resistenza dielettrica
Si sfrutta la sua elevata inerzia chimica. L’uso del PTFE è compatibile con la maggior parte dei chemicals conosciuti tranne con i sali fusi dei metalli alcalini e precursori della fluorina.
La temperatura di impiego può giungere fino ai 260°C, molto alta se confrontata ai comuni polimeri. Data la sua bassa permeabilità è utilizzato come filler per guarnizione usate nei vacuum service.

Minerali di clorite
Si tratta di minerali di clorite addittivati con grafite (mica-grafite).
Questimateriale vengono applicati per standard- service application.

Fibre Ceramiche
Formate da fibre di silicato di alluminio. Questi materiali hanno un basso effetto sigillante paragonato agli altri filler, quindi hanno un eccellente stabilità di temperatura fino a 2300°F (1250°C).
Resistono agli attacchi di molti agenti corrosivi (acido fluoridrico e acido fosforico) compresi gli alcali.
Vengono consigliate quando non è possibile utilizzare filler in grafite o PTFE.


R (ovale e ottagonale) - si usa per flange standard, Rx e BX si consigliano per pressioni superiori a 700 bar