Il polimero PEEK™ migliora notevolmente la tenuta dei compressori centrifughi

La Greene Tweed, una delle aziende leader a livello mondiale nel settore delle tenute ad alte prestazioni, ha progettato un'innovativa tenuta a labirinto realizzata con un composito a base di PEEK™ e fibre di carbonio. Il materiale usato per la matrice, un grado "su misura" di poliarileterchetone VICTREX® PEEK™, è stato sviluppato espressamente per venire incontro alle esigenze dei produttori di compressori, alla perenne ricerca di migliori prestazioni, minori costi di manutenzione e maggior produttività.

In passato, il materiale più utilizzato per questo tipo di applicazione era l'alluminio, con cui è possibile produrre tenute di alta qualità che non provocano abrasione sull'albero del compressore. Tuttavia, il contatto tra una tenuta in alluminio e un albero in acciaio al carbonio, specialmente ad alta velocità, può provocare danni permanenti all'alluminio, aumentare notevolmente il gioco tra la tenuta e l'albero e di conseguenza compromettere l'efficienza del compressore.

La Greene Tweed ha effettuato dei test con vari tecnopolimeri termoplastici, tra cui il composito a base di PEEK™. Alcuni di questi polimeri hanno evidenziato, specialmente ad alta temperatura, un comportamento igroscopico che provoca rigonfiamenti, distorsioni o infragilimento del materiale; altri, invece, non si sono dimostrati in grado di resistere alle temperature elevate tipiche dei compressori centrifughi.

Rispetto ad altri termoplastici, il polimero PEEK™ offre una straordinaria resistenza a temperature elevate. Con una temperatura di fusione di 340°C e una temperatura d'impiego continuo (CUT - UL) di 260°C, il composito può essere utilizzato a temperature molto più elevate rispetto allo stesso alluminio, che inizia a rammollire al di sopra dei 200°C. Inoltre, il polimero PEEK™ è caratterizzato da un'eccellente resistenza all'idrolisi e da straordinarie proprietà tribologiche e di usura; in più, è in grado di resistere, anche ad alta temperatura, ad una vasta gamma di sostanze chimiche, tra cui ad esempio l'ammoniaca e gli alcali, che sono corrosivi per l'alluminio.

Nelle prove comparative di usura radiale, la Greene Tweed ha riscontrato nelle tenute in polimero PEEK™ un grado di usura notevolmente inferiore rispetto alle tenute in alluminio. Un controllo visivo degli alberi ha inoltre permesso di rilevare che le tenute a labirinto in alluminio provocano solchi ed evidenti segni di usura, mentre le tenute in polimero PEEK™ causano solo leggere scalfitture superficiali.

Una caratteristica notevole del composito a base di polimero PEEK™ è la duttilità, grazie a cui i denti della tenuta sono in grado di flettere se vengono a contatto con l'albero. Questa importante proprietà ha permesso alla Greene Tweed di ridurre il gioco tra albero e tenuta e quindi di migliorare l'efficienza del compressore e l'affidabilità complessiva. Secondo il produttore, le tenute a labirinto realizzate con il composito a base di polimero PEEK™ permettono di aumentare l'efficienza anche dell'1% per stadio: non è raro, quindi, che per il compressore il guadagno complessivo di efficienza raggiunga il 5-6% ed assicuri consistenti risparmi sui costi di funzionamento.

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Helen Swarbrick
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