Una guarnizione in gomma lavora spesso sotto compressione. Una volta installata, deve adattarsi alle superfici con cui è a contatto e conservare nel tempo le proprietà necessarie alla sua funzione. Per valutare la capacità del materiale di recuperare la propria forma dopo una compressione prolungata si utilizza la prova di compression set.
Il compression set, o deformazione permanente a compressione, è un valore percentuale che descrive quanto spessore un campione di gomma non recupera dopo essere stato compresso, mantenuto per un periodo definito a una determinata temperatura e successivamente liberato.
Che cosa indica il valore di compression set?
Quando un campione viene compresso, il suo spessore diminuisce. Al termine della prova, una volta eliminata la compressione, la gomma tende a recuperare la dimensione iniziale. Se il recupero non è completo, rimane una deformazione residua.
A parità di condizioni di prova, un valore di compression set più basso indica un maggiore recupero dello spessore. Il numero, però, non può essere interpretato da solo: per confrontare due risultati occorre conoscere almeno il metodo utilizzato, la temperatura, la durata della prova e la compressione applicata.
Come si esegue la prova di compression set?
La prova parte dalla misura dello spessore iniziale del campione. Questo viene inserito in un’attrezzatura che lo mantiene compresso secondo le condizioni previste. L’attrezzatura con il campione viene quindi collocata in una stufa da laboratorio a temperatura controllata per il tempo stabilito.
Terminata l’esposizione, il campione viene liberato. Dopo il periodo di recupero previsto dal metodo di prova, se ne misura nuovamente lo spessore e si calcola la deformazione permanente.
La relazione utilizzata per comprendere il risultato è:
Compression set (%) = [(spessore iniziale − spessore dopo il recupero) / (spessore iniziale − spessore sotto compressione)] × 100
Per esempio, un campione spesso inizialmente 10 mm viene compresso fino a 7,5 mm. Se dopo il rilascio recupera fino a 9,5 mm, il suo compression set è pari al 20%. Si tratta di un esempio di calcolo, non di un valore limite valido per tutte le guarnizioni.
Perché il compression set conta per guarnizioni e O-ring?
Il compression set è un dato utile quando si confrontano mescole destinate a componenti che lavorano compressi, come guarnizioni e O-ring. Può contribuire al controllo della qualità del materiale e alla verifica dei requisiti indicati in un capitolato.
La prova non misura direttamente la tenuta del componente installato. In esercizio contano anche la geometria della guarnizione, la sua sede, la temperatura, il fluido a contatto e le sollecitazioni presenti. Il risultato del compression set va quindi interpretato nel contesto dell’applicazione prevista.
Quali fattori influenzano il risultato?
Il valore misurato può variare in funzione della mescola e del suo processo di vulcanizzazione, ma anche delle condizioni scelte per la prova:
- temperatura di esposizione;
- durata della compressione;
- entità della compressione applicata;
- condizioni e tempo di recupero prima della misura finale.
Per questo un confronto fra materiali è significativo quando le prove sono state eseguite con criteri coerenti. Un valore percentuale riportato senza le relative condizioni offre informazioni limitate.
L’attrezzatura per compression set di For Lab Italia
L’attrezzatura per compression set proposta da For Lab Italia consente di mantenere il campione in gomma sotto compressione durante l’esposizione in una stufa da laboratorio ventilata. La particolarità consiste nel poter regolare la distanza tra i piani con estrema facilità e precisione utilizzando un comparatore elettronico con precisione 0,01 oppure 0,001 mm
Il dispositivo comprende un corpo cilindrico con filettatura a passo fine, una ghiera di regolazione esterna e un piano superiore predisposto per il comparatore. La regolazione fine permette di impostare la distanza fra le superfici con la precisione desiderata in relazione allo spessore del campione in esame.
Quali sono le norme di riferimento?
La ISO 815-1:2019 riguarda la determinazione del compression set della gomma vulcanizzata o termoplastica a temperatura ambiente o elevata. La ISO 815-2:2019 tratta le prove a bassa temperatura. Un capitolato può richiamare anche metodi differenti, fra cui la ASTM D395.
Prima di iniziare una prova o confrontare risultati provenienti da laboratori diversi, è quindi necessario verificare quale norma e quali condizioni siano richieste.
Come valutare il risultato per la propria applicazione?
Non esiste un valore di compression set universalmente accettabile per ogni materiale e ogni componente. La valutazione parte dal requisito previsto dal progetto o dal capitolato e dalle condizioni in cui il componente dovrà lavorare.
Per impostare correttamente una prova è utile definire il tipo di campione, il metodo richiesto, la temperatura, la durata e il criterio con cui il risultato sarà valutato, contattaci per approfondire la configurazione più adatta alle tue esigenze di laboratorio.
