Parti di ricambio per bombole da sub di piccole dimensioni | Valvole, anelli, guarnizioni

Per la sicurezza della bombola, utilizzare O-ring in fluoroelastomero Shore 90 classificati per l'alta pressione a 300 bar. Far ispezionare la bombola da personale qualificato una volta all'anno e sostituire tutte le guarnizioni ogni 2 anni. I pezzi di ricambio devono essere conformi allo standard EN144 e adattarsi sia agli attacchi DIN che a quelli a staffa (Yoke) per garantire prestazioni di respirazione sicure.

Rubinetterie

Staffa (Yoke) e DIN

File di bombole ad alta pressione sono allineate sugli scaffali di un diving center. Nella parte superiore, le valvole di uscita in metallo si distinguono in due tipi. Nel primo tipo, la superficie superiore è piatta, con una cavità rotonda di circa 15 mm di diametro al centro. Nell'altro, la parte superiore presenta un'apertura profonda con filettatura interna. Misurandola con un calibro, il diametro interno risulta essere esattamente di 21 mm. Il primo tipo è chiamato Yoke (a staffa), il secondo DIN.

Un attacco Yoke ha l'aspetto di un morsetto metallico a ferro di cavallo. Si affida a una grande manopola in plastica sul retro per stringere saldamente la valvola della bombola. La forza di tenuta deriva interamente dalla pressione esercitata manualmente e il suo limite operativo arriva a 232 bar. Se l'operatore di una stazione di ricarica spinge accidentalmente la pressione oltre i 250 bar, il morsetto in ottone fuso può estendersi verso l'esterno di circa 0,1 mm, anche se la deformazione è invisibile a occhio nudo.

L'O-ring di tenuta nero di misura 014 rimane per lo più esposto nella sede sulla faccia dell'attacco Yoke. Su una barca che oscilla con mare agitato, mentre ci si prepara indossando la muta, la bombola può urtare un vicino piombo da 2 kg. Il bordo esposto dell'O-ring si scalfisce facilmente. A 20 metri di profondità, dove la pressione raggiunge le 3 ATA, quel danno inizierà a rilasciare un flusso di bolle.

Mettendo i due tipi a confronto in una tabella, la differenza è evidente:

Tipo di attacco	Struttura interna	Posizione dell'O-ring	Pressione massima	Resistenza agli urti
Yoke (a staffa)	Nessuna filettatura interna; fissato da un morsetto metallico esterno	Esposto sulla faccia metallica in cima alla valvola della bombola	232 bar	Il telaio metallico esterno può allungarsi o deformarsi se colpito
DIN (versione 200 bar)	5 filettature metalliche interne all'apertura	Incassato in profondità all'interno dell'attacco dell'erogatore	232 bar	Le filettature sono protette all'interno e resistono bene agli urti laterali
DIN (versione 300 bar)	7 filettature interne più profonde all'apertura	Incassato in profondità all'interno dell'attacco dell'erogatore	300 bar	Molto difficile che presenti perdite anche sotto pressione estrema o forti urti

Il DIN elimina l'ingombrante morsetto esterno. Il subacqueo avvita lo stelo metallico del primo stadio dell'erogatore direttamente nell'apertura della valvola. Le uscite DIN in commercio sono disponibili in due versioni: quella a 5 filetti è utilizzata per bombole standard di aria compressa con pressione nominale da 200 a 232 bar, mentre una bombola da 15 litri caricata a 300 bar per immersioni profonde su relitti richiede la versione rinforzata a 7 filetti.

L'O-ring più spesso di misura 112 utilizzato con il DIN è protetto all'interno di spesse pareti metalliche. Se la bombola cade da mezzo metro dal pianale di un furgone sul cemento, un graffio di 1 mm sull'alloggiamento in ottone non si avvicinerà minimamente all'O-ring interno. Anche se un subacqueo venisse sbattuto contro una roccia corallina con una corrente di 0,5 m/s, l'O-ring protetto non si sposterebbe nemmeno di 0,01 mm.

I produttori di attrezzatura realizzano anche versioni ibride con un inserto rimovibile. Appena estratto dalla confezione, l'attacco in ottone sembra una valvola Yoke, con un disco argentato incassato nel mezzo che in realtà è un tappo rimovibile. Inserendo una chiave esagonale da 8 mm e ruotando in senso antiorario con circa 20 Nm di coppia, l'inserto metallico da 45 grammi fuoriesce facilmente.

Rimosso tale inserto, la faccia piatta diventa istantaneamente un attacco DIN standard a 5 filetti incassato. Se noleggiate una barca in una destinazione tropicale e utilizzate vecchie bombole Yoke, ci sono alcuni piccoli dettagli da controllare prima di infilarsi la muta da 5 mm:

• Premere l'O-ring nero nella sede con un'unghia per vedere se è ancora abbastanza morbido

• Controllare se la faccia di tenuta argentata presenta ammaccature più grandi di 1 mm

• Sentire se la manopola si stringe fluidamente o se si blocca in modo irregolare

• Dopo aver aperto la valvola, avvicinarla all'orecchio per 5 secondi e ascoltare se ci sono sibili dovuti a perdite

Manutenzione ordinaria

La vasca di risciacquo di un diving center ha solitamente una temperatura tra i 25°C e i 30°C, con sabbia e crema solare che vi galleggiano. Se la valvola di una bombola viene lasciata in ammollo per più di 10 minuti, minuscole particelle di sale da 0,02 mm possono insinuarsi negli spazi vuoti delle filettature in ottone. Prima di rimuovere l'erogatore, utilizzare innanzitutto una pistola ad aria compressa a 15 PSI per soffiare via tutta l'acqua salata dall'attacco. Successivamente, rimuovere ogni goccia dall'alloggiamento metallico con un panno in microfibra che non lasci pelucchi.

Quando si risciacqua con un tubo, mantenere la pressione dell'acqua sotto i 30 PSI. Lasciare che lo spruzzo investa la parte esterna della valvola anziché colpire direttamente l'uscita o l'apertura del disco di rottura. C'è uno stretto spazio di 0,5 mm sotto la manopola della valvola che intrappola facilmente il sale. Durante il risciacquo, aprire e chiudere la manopola tre volte a mano per eliminare i detriti dalla sede in PTFE sottostante.

• Utilizzare una spazzola morbida con setole di cinghiale per pulire l'apertura DIN a 5 o 7 filetti

• Utilizzare un cotton fioc sgrassato per assorbire le poche gocce d'acqua che ristagnano nell'incavo dello Yoke

• Ispezionare la rondella in plastica nera da 1 mm sotto la manopola

• Soffiare aria fredda sulla superficie della valvola con un asciugacapelli per tre minuti

Se una bombola viene lasciata nel bagagliaio chiuso di un'auto, la temperatura può facilmente superare i 40°C. La bombola deve essere conservata con 15-25 bar di pressione residua, in modo che la sovrappressione interna impedisca all'aria umida di entrare. Se viene svuotata completamente, l'umidità entrerà all'interno e le parti in ottone potrebbero iniziare a sviluppare corrosione verde in meno di 60 giorni.

L'attacco Yoke utilizza un O-ring esterno nero noto con il codice di dimensioni industriale 014. Per le normali immersioni ad aria compressa, un O-ring in nitrile con durezza Shore 90A è sufficiente. Per le bombole Nitrox con un contenuto di ossigeno più elevato, deve essere sostituito con un O-ring in fluoroelastomero della stessa durezza.

• Crepe sottili come ragnatele che appaiono sulla superficie di un O-ring in nitrile

• Un O-ring in fluoroelastomero che appare secco e ruvido, quasi privo di elasticità quando viene allungato

• Un O-ring originariamente rotondo che si è appiattito diventando ovale a causa della compressione a lungo termine

• Un suono secco di sfregamento ogni volta che l'erogatore viene serrato in posizione

Se si desidera rimuovere un vecchio O-ring, utilizzare un estrattore in ottone con una punta accuratamente arrotondata. Fare leva con un cacciavite in acciaio inossidabile HRC 50 graffierà la sede in ottone morbido, lasciando un solco profondo circa 0,1 mm. A 200 bar, l'aria ad alta pressione che fuoriesce lungo quel graffio può perdere circa 1 litro al minuto sott'acqua.

Prima di installare un nuovo O-ring, applicare una quantità di lubrificante specifico grande quanto un pisello, circa 0,05 grammi. Strofinarlo tra due polpastrelli finché non rimangono più striature bianche visibili. Il normale grasso al silicone non deve mai essere utilizzato su bombole ad alto contenuto di ossigeno. Una volta che la concentrazione di ossigeno supera il 40%, il contatto con il grasso al silicone può causare accensione o esplosione anche a normale temperatura ambiente.

I tecnici di manutenzione utilizzano un lubrificante sintetico PFPE, solitamente Christo-Lube MCG 111 o Tribolube 71. È eccezionalmente stabile e rimane lubrificante da -40°C fino a 260°C. Se la valvola inizia a sembrare rigida e difficile da girare a mano, il lubrificante sulla filettatura dello stelo della valvola probabilmente si è già consumato.

Dopo circa 50 immersioni e 50 ore di flusso di gas ad alta pressione, gran parte di quel lubrificante è stato rimosso dall'umidità. Se il meccanismo è secco e si forza la manopola con una coppia superiore a 5 Nm, la sede ad alta pressione in PTFE sottostante può incrinarsi istantaneamente.

La manutenzione straordinaria annuale deve essere gestita da un tecnico con certificazione ASSET. Questi fissa la bombola in una morsa, utilizza una chiave fissa da 28 mm e applica 65 Nm di coppia per rimuovere il corpo della valvola. Capovolgendolo, all'interno si trova un tubo da 40 mm con un foro interno da 5 mm.

• Impostare la vasca a ultrasuoni a 40 kHz

• Riempirla con aceto bianco industriale diluito 10:1 con acqua dolce

• Riscaldare la soluzione a 50°C e pulire i pezzi per 12 minuti

• Estrarre tutto e asciugare completamente con aria ad alta pressione priva di olio

Il vecchio tubo in ottone utilizzato all'interno della valvola è stato ora sostituito con plastica HDPE. Quando ci si immerge a testa in giù, questo tubo aiuta a evitare che particelle di ruggine provenienti dal fondo della bombola vengano trasportate nel boccaglio dal flusso d'aria. L'installazione di un nuovo disco di rottura è un lavoro delicato perché il disco in rame all'interno ha uno spessore di soli 0,08 mm.

Il disco di rottura deve essere serrato utilizzando una chiave dinamometrica calibrata nell'ultimo anno. La coppia deve rimanere tra 100 e 110 in-lbs. Con una coppia troppo bassa, il gas ad alta pressione perderà lentamente; con una coppia troppo elevata, il sottile disco di rame si deformerà, rendendo non sicuro l'impostazione originale di rottura a 315 bar.

Prima di reinstallare la valvola nel colletto della bombola, ispezionare le filettature 3/4-14 NPSM sotto ingrandimento per assicurarsi che la superficie sia liscia. Montare un O-ring di misura 214 nuovo di zecca e applicare 0,1 grammi di lubrificante. Serrare con una grande chiave impostata a 50 ft-lbs, circa 68 Nm, in modo che la superficie di tenuta metallica finale sia completamente sicura.

Anelli

Proprietà dei materiali

Prendendo un comune anello di tenuta in gomma nitrilica nera (NBR) e annusandolo da vicino, si nota un leggero odore simile a quello di uno pneumatico. I suoi legami carbonio-zolfo interni rimangono stabili nell'aria compressa ordinaria, dove il contenuto di ossigeno è solo del 21%. Anche se usato in acqua di mare ogni giorno per un anno intero, la superficie non svilupperà nemmeno una microfrattura.

Una volta che la concentrazione di ossigeno nella bombola supera il 40%, tutto cambia. Le molecole di ossigeno ad alta concentrazione agiscono come bisturi microscopici, rompendo aggressivamente le catene di carbonio all'interno della gomma nitrilica. Un anello in NBR nero che normalmente potrebbe sopravvivere a 100 immersioni con aria standard inizierà a sviluppare rigonfiamenti chimici simili a vesciche sulla superficie in meno di 48 ore in gas arricchito di ossigeno.

Quando si noleggia una bombola Nitrox da un diving center, essa è solitamente riempita con gas arricchito di ossigeno al 32% o addirittura al 36%. Durante la manutenzione annuale di queste bombole, i tecnici non toccano nemmeno un anello in NBR nero. Una volta pulita la valvola in ottone, sostituiscono tutto con componenti in fluoroelastomero (Viton) marrone o verde.

“Gli atomi di fluoro nel fluoroelastomero agiscono come uno strato ignifugo integrato attorno alla gomma. Non importa quante molecole di ossigeno ci si scaglino contro, non possono penetrare attraverso quel guscio protettivo.”

Mettendo un componente in Viton in una valvola di bombola riempita con ossigeno puro al 100%, anche al caldo estivo di 60°C, esso mantiene la sua elasticità originale. Mettendo la gomma nitrilica nello stesso ambiente di ossigeno puro ad alta pressione per dieci minuti, la minima scintilla di attrito causata dal contatto metallico può innescare un'esplosione estremamente violenta a 200 bar.

Il fluoroelastomero è estremamente resistente all'accensione e all'esposizione all'ossigeno, ma nell'acqua profonda e fredda rivela una debolezza importante: si irrigidisce drasticamente. Quando un subacqueo scende a 40 metri e la temperatura dell'acqua circostante scende a 4°C, il Viton diventa quasi rigido. Dopo essere stato compresso tra le parti in ottone, può impiegare fino a due secondi interi per recuperare lentamente la sua forma rotonda originale.

Né il nitrile né il fluoroelastomero offrono una resistenza all'usura particolarmente elevata, con una resistenza alla trazione che arriva a circa 15 MPa. Se uno dei due viene installato sul perno rotante in cima alla valvola di una bombola, che i subacquei aprono e chiudono a mano ogni giorno, le particelle di usura dell'ottone lo consumeranno, causando perdite in meno di tre mesi. È qui che entra in gioco il poliuretano traslucido (PU).

Il poliuretano ha una resistenza alla trazione notevolmente elevata. Misurando un O-ring con la stessa sezione trasversale di 1,78 mm e bloccandolo in un banco di prova, il PU può sopportare più di 35 MPa di forza, allungandosi fino a diventare lungo e sottile senza rompersi. Nelle bombole a noleggio più utilizzate di un diving center, che possono essere aperte e chiuse sette o otto volte al giorno da persone diverse, quell'anello in PU è ciò che mantiene sigillate le filettature in ottone.

Materiale	Colore visibile	Resistenza alla trazione	Compatibilità con ossigeno	Risposta in acqua fredda
Gomma Nitrilica	Nero pieno	15 MPa	21% (aria standard)	Rapida, rimbalza in 0,1 secondi
Fluoroelastomero	Marrone o verde	14 MPa	100% (ossigeno puro)	Lenta, si irrigidisce molto al freddo
Poliuretano	Traslucido con tinta gialla	35 MPa	21% (aria standard)	Estremamente rapida, difficilissimo da strappare

Il poliuretano è particolare e reagisce male allo stoccaggio in ambienti caldi e umidi. Se una scatola di plastica piena di ricambi in PU rimane per due anni in un ripostiglio vicino al mare a 30°C e con l'80% di umidità, la sua struttura molecolare strettamente impacchettata sarà stata silenziosamente degradata dall'umidità presente nell'aria.

Schiacciandone uno delicatamente con le dita, l'anello traslucido, un tempo resistente, si sbriciolerà come un biscotto troppo secco. I tecnici esperti hanno imparato questa lezione molto tempo fa. Sigillano i pezzi di ricambio in PU in buste sottovuoto e aggiungono due bustine da 5 grammi di essiccante industriale.

• Il nitrile rimane utilizzabile fino a -30°C, il che lo rende particolarmente utile per le immersioni sotto i ghiacci in inverno.

• Il fluoroelastomero può sopportare temperature fino a 200°C, rendendolo ideale per l'intenso calore prodotto dall'attrito con ossigeno puro ad alta pressione.

• Il poliuretano è da 4 a 5 volte più resistente all'usura rispetto alla gomma normale in presenza di sabbia e sale, quindi è comunemente usato su perni rotanti frequenti.

Codici di dimensioni standard

Prendendo una manciata di O-ring neri, a occhio nudo non si può capire quali siano più spessi o più sottili. I tecnici delle attrezzature subacquee non indovinano mai le dimensioni. I produttori di tutto il mondo si attengono alla tabella delle dimensioni AS568, originariamente sviluppata negli Stati Uniti per uso aerospaziale.

Il codice a tre cifre stampato sulla busta determina se l'anello si alloggerà correttamente nel componente in ottone. La prima parte identifica lo spessore della sezione trasversale, mentre la parte successiva identifica il diametro interno. Questo sistema di dimensionamento industriale fissa le dimensioni fino ai centesimi di millimetro.

Prendiamo l'attacco dell'erogatore Yoke che i subacquei maneggiano ogni giorno. Deve essere dotato di un O-ring contrassegnato con -014. Misurato con il calibro, il suo diametro interno è esattamente di 12,42 mm e la sua sezione trasversale è fissata a 1,78 mm.

Se si cerca di risparmiare e si monta un anello di marca sconosciuta acquistato in ferramenta con un diametro interno di 12,00 mm, lo spessore potrebbe sembrare diverso solo di 0,1 mm. Ma a 232 bar, l'aria compressa esploderà violentemente attraverso quel minuscolo spazio di 0,1 mm e produrrà una perdita netta.

Le valvole delle bombole DIN comunemente viste in Europa utilizzano una sede più profonda e larga e sostengono pressioni più elevate. Ecco perché i tecnici selezionano l'anello più spesso contrassegnato con -112 dalla cassetta degli attrezzi.

Gli O-ring della serie -100 sono molto più spessi di quelli della serie -000. La loro sezione trasversale misurata è di 2,62 mm, il che li rende consistenti sulle filettature in ottone e consente loro di riempire uno spazio metallico molto più ampio.

Codice dimensione	Sezione trasversale (mm)	Diametro interno (mm)	Applicazione subacquea tipica	Tolleranza consentita
-003	1,78 ±0,08	1,42 ±0,10	Tubo manometro alta pressione (SPG)	0,05 mm
-011	1,78 ±0,08	7,65 ±0.13	Porta di uscita dell'erogatore	0,08 mm
-014	1,78 ±0,08	12,42 ±0,13	Attacco bombola Yoke	0,10 mm
-112	2,62 ±0,08	12,37 ±0,13	All'interno di un attacco bombola DIN	0,12 mm
-214	3,53 ±0,10	24,99 ±0,15	Filettatura colletto bombola 3/4"	0,15 mm

Dove il colletto della bombola si avvita nel corpo della valvola in metallo, la forza verso l'esterno sulle filettature in ottone è enorme. Quel giunto utilizza l'O-ring più grande -214. La sua sezione trasversale salta a 3,53 mm e il suo diametro interno è vicino ai 25 mm.

Compresso strettamente sotto la filettatura in ottone da 3/4 di pollice, quell'anello spesso può trattenere in modo affidabile circa 300 chilogrammi di forza verso l'esterno. Anche dopo che una bombola completamente carica è rimasta ferma per tre mesi, l'anello può ancora mantenere una solida tensione nella sede.

All'interno del collegamento tra il manometro subacqueo e il suo tubo flessibile si trova un sottile perno metallico, stretto all'incirca come mezzo stuzzicadenti. Ogni estremità di quel perno utilizza un minuscolo O-ring -003.

Il suo diametro interno è di soli 1,42 mm e, una volta installato sull'albero in ottone, si allunga verso l'esterno di circa il 3%. Ogni volta che un subacqueo collega o scollega l'SPG per il controllo della pressione, quell'anello -003 sfrega decine di volte contro la parete interna del tubo metallico.

Se si acquista il pezzo sbagliato e si installa un sostituto industriale più spesso di appena 0,1 mm, il perno non si adatterà più all'apertura del corpo del manometro. Forzandolo con le pinze, le delicate filettature in ottone all'interno del manometro verranno rovinate immediatamente.

• Limite di tolleranza industriale: gli O-ring AS568 di grado subacqueo sono ispezionati rigorosamente e la tolleranza della sezione trasversale non può superare 0,08 mm.

• Rapporto di allungamento errato: se si forza un anello -011 con diametro interno di 7,65 mm su un raccordo metallico da 9 mm, la sezione trasversale allungata si assottiglia e la sua durata alla compressione diminuisce del 60%.

• Danni da compressione: sostituire un anello da 1,78 mm con un sostituto economico da 2,0 mm lascia 0,22 mm di gomma in più senza spazio di espansione e il serraggio del raccordo può incrinare le filettature in ottone.

Gli O-ring metrici ordinari da officina, gettati in scatole di plastica e suddivisi sommariamente per spessore approssimativo, non sono adatti all'estrema pressione delle bombole da sub. Una confezione contrassegnata come diametro interno 12 mm e sezione trasversale 1,8 mm può sembrare sufficientemente simile.

Tuttavia, è comunque distante 0,42 mm dalla misura standard di 12,42×1,78 mm. A 200 bar, l'aria ad alta pressione è centinaia di volte più aggressiva dell'acqua di mare nel trovare vie di fuga, e la gomma comune non può resistere a tale intrusione.

Quella minuscola differenza fisica di 0,42 mm è sufficiente a svuotare un'intera bombola da 12 litri in soli due minuti. A 30 metri di profondità, anche una bolla grande quanto un chicco di soia che fuoriesce dalla rubinetteria è sufficiente a inquietare immediatamente un subacqueo.

Durezza e compressione

Una bombola da sub caricata a 232 bar esercita circa 350 chilogrammi di forza verso l'esterno sulla filettatura del collo da 3/4 di pollice. Sotto tale pressione, la gomma non si comporta più come un solido. Si comporta piuttosto come un materiale estremamente viscoso che fluisce in qualsiasi spazio disponibile.

“Nel momento in cui si apre lentamente la rubinetteria della bombola, il flusso d'aria ad alta pressione colpisce gli spazi invisibili tra i raccordi in ottone in soli 0,2 secondi.”

La proprietà che indica se quella gomma può resistere alla pressione è la durezza Shore A. Nelle attrezzature subacquee, i valori più comuni sono 70A e 90A. Un anello 70A risulta morbido ed elastico. Se si preme l'unghia su un anello 90A, sembra quasi plastica dura.

Quando 3000 PSI premono sulla gomma 70A, questa inizia a farsi strada nello spazio metallico tra la rubinetteria della bombola e l'erogatore. Se lo spazio tra le parti in ottone è di soli 0,15 mm, il bordo della gomma più morbida può esservi estruso e tagliato via.

• Un materiale 70A rimane abbastanza rotondo a 100 bar, ma una volta superati i 150 bar, circa l'8% della gomma può essere forzato nello spazio vuoto.

• Un materiale 90A offre tipicamente circa 15 MPa di resistenza alla trazione e rimane stabile anche sotto carico continuo a 232 bar.

• Se lo spazio del raccordo aumenta di soli 0,05 mm, la forza di taglio causata dall'alta pressione aumenta notevolmente.

“Se un anello morbido 70A viene installato su un erogatore DIN da 300 bar, l'alta pressione lo frantumerà come dentifricio.”

Anche la temperatura dell'acqua modifica il comportamento della gomma. In acqua fredda a 4°C, un anello in nitrile 70A si irrigidisce fino a testare valori vicini a 75A. Il Viton 90A rimbalza più lentamente in acqua fredda, quindi l'installazione deve prevedere un 15-20% di compressione extra affinché si assesti correttamente nel tempo.

L'anello AS568-214 sul collo della bombola è una tenuta statica. Una volta caricata la bombola, un anello 90A deve restare nella sede e trattenere silenziosamente 200 bar per mesi. Un anello 70A lasciato sotto carico per lo stesso periodo si appiattirà permanentemente senza tornare mai alla sua forma originale.

Le parti mobili all'interno della rubinetteria della bombola sono soggette a costante attrito. Ogni volta che un subacqueo apre o chiude la bombola, la gomma sfrega direttamente contro la superficie in ottone. Un anello in poliuretano 90A può resistere a 10.000 cicli di rotazione in queste aree ad alto attrito. Un anello in gomma morbida 70A potrebbe iniziare a perdere dopo soli 500 cicli.

• Il poliuretano 90A è altamente resistente all'usura ed è comunemente usato all'interno della rubinetteria dove piccole parti ruotano frequentemente.

• Durante l'installazione di un anello in una sede metallica, la compressione dovrebbe essere mantenuta tra il 15% e il 30%; una compressione eccessiva può causare crepe interne.

• Quando si allunga un anello sopra un raccordo, l'allungamento non deve mai superare il 5%; una volta che la sezione trasversale diventa troppo sottile, non può più sigillare uno spazio metallico di 0,1 mm.

“Se rimuovi un raccordo per manometro (SPG) e vedi minuscoli detriti neri di gomma, solitamente significa che l'anello era troppo morbido ed è stato logorato nello spazio vuoto.”

Dopo un'immersione, ispeziona l'O-ring AS568-014 sul raccordo dell'erogatore Yoke. Se il bordo appare appiattito o presenta piccole bave dentellate, è quasi sempre il risultato dell'estrusione ad alta pressione in uno spazio vuoto. A 200 bar, la forza effettiva arriva a circa 20 MPa.

Sotto una pressione di 20 MPa, la gomma 70A può fluire in uno spazio metallico largo solo 0,08 mm e lacerarsi. Per far sì che la gomma dura 90A si comporti allo stesso modo, la pressione esterna dovrebbe salire al range estremo di 350 bar.

Gli anelli di tenuta generici da ferramenta, che costano quasi nulla, sono solitamente solo 60A o ancora più morbidi. Vanno bene per l'impianto idraulico domestico a 10 bar. Mettine uno su una bombola da 232 bar e salterà in meno di cinque minuti con una forte perdita.

Il piccolo gruppo del disco di rottura sul retro della rubinetteria della bombola contiene anch'esso un anello di tenuta in miniatura. Quella posizione deve resistere alla pressione di 348 bar utilizzata durante i test di sicurezza. Solo una gomma speciale dura 90A può garantire che la tenuta non ceda prima del disco di rottura quando la pressione si avvicina ai 350 bar.

L'estrusione ad alta pressione non avviene solo negli spazi esposti. Accade anche all'interno della sede stessa. La sede metallica che ospita l'O-ring è lavorata con una finitura precisa. Secondo gli standard AS568, la rugosità superficiale è solitamente controllata tra 16 e 32 micro-pollici.

Quando la gomma 90A poggia contro una parete della sede molto liscia, l'attrito è appena sufficiente a mantenerla in posizione e impedirle di scivolare sotto un picco di pressione a 200 bar. Un anello morbido 70A colpito da un flusso d'aria improvviso può rotolare leggermente all'interno della sede, riducendo istantaneamente la sua area di contatto con il metallo di oltre il 30%.

“Ogni volta che una bombola viene caricata presso la stazione di ricarica, la superficie esterna può riscaldarsi fino a 50°C e gli O-ring all'interno si espandono di circa il 2%.”

Poiché la gomma si espande con il calore, riempie la sede più strettamente. Una volta che la bombola entra in acqua e la temperatura scende a 20°C, la gomma si contrae nuovamente. Un materiale 90A può mantenere una forza di tenuta di 100 N/mm attraverso quei ripetuti cicli termici. Un materiale 70A più morbido perderà circa il 15% della sua forza di ritorno dopo tre escursioni di 30 gradi.

• Il durometro utilizzato sul banco di lavoro applica circa 8,05 N di forza attraverso la sua punta.

• Su un anello di tenuta 90A, la punta affonda meno di 0,25 mm, motivo per cui la superficie risulta estremamente rigida.

• L'industria utilizza anche anelli di supporto in PTFE vicino alle tenute 70A per bloccare spazi in ottone larghi fino a 0,25 mm e impedire alla gomma morbida di essere estrusa.

All'interno della rubinetteria della bombola, lo spazio è troppo limitato per inserire un ulteriore anello di supporto anti-estrusione. Decine di megapascal di pressione sono trattenuti interamente dalla gomma ad alta durezza 90A.

Poiché le filettature del collo della bombola vengono utilizzate ripetutamente, circa 0,02 mm di ottone possono usurarsi dalle creste e dai solchi della filettatura. Quel piccolo aumento del gioco dà al gas ad alta pressione spazio per attaccare la tenuta AS568-214 alla base. Solo un anello duro 90A può continuare a trattenere un carico di 350 chilogrammi in uno spazio allargato.

Se acquisti tenute di ricambio e le sostituisci da solo, controlla sempre l'indicazione di durezza sulla confezione. Qualsiasi cosa contrassegnata come 70A o NBR70 dovrebbe essere utilizzata solo su tubi a bassa pressione intorno ai 10 bar. Solo le tenute contrassegnate come 90A appartengono alle rubinetterie delle bombole ad alta pressione, manometri e connessioni DIN ad alta pressione.

“Quando sostituisci un O-ring, non strattonarlo con le dita sudate o sporche di olio. Anche una traccia di grasso altera le caratteristiche di attrito della superficie della gomma.”

Prendi un anello AS568-014 con diametro interno di 12,42 mm e sezione trasversale di 1,78 mm. Una volta montato su una rubinetteria in ottone, si allunga fino a circa 12,6 mm. Un anello duro 90A si assottiglia di meno del 2% sotto tale allungamento, il che lo lascia ancora sopra 1,74 mm di spessore, capace di bloccare ogni minuscola via di fuga che il gas ad alta pressione cercherà di trovare.

Tenute

Quando sostituire

Alla connessione della bombola si trova un insignificante anellino nero, con una dimensione industriale standard di 12,42 mm di diametro interno e 1,78 mm di sezione trasversale. Durante un'immersione, deve resistere a 232 bar e forzarsi in uno spazio metallico largo solo 0,03 mm tra la rubinetteria e l'erogatore. Misura la sua sezione trasversale con un calibro: se la compressione l'ha ridotta sotto 1,65 mm, perderà sott'acqua senza dubbio.

Dopo anni sotto costante pressione a 200 bar, un O-ring un tempo rotondo sarà appiattito in modo permanente. Rimuovilo dalla sede e appoggialo su un tavolo: la sezione trasversale non tornerà a essere un cerchio. Di lato, sembrerà una lettera D raggrinzita. Se osservi da vicino, potresti vedere una fascia di usura piatta più larga di 0,2 mm, il che significa che quella tenuta è finita.

Ispeziona il bordo esterno con una lente d'ingrandimento 10x e una buona luce. Anche una minuscola crepa lunga solo 0,5 mm verrà infine lacerata dal flusso d'aria ad alta pressione. Durante l'assemblaggio dell'attrezzatura, avvicina l'orecchio al raccordo. Se senti anche un debole sibilo, potrebbero sfuggire più di 10 ml di gas di riserva ogni minuto.

Se l'attrezzatura non viene sciacquata in acqua dolce dopo una giornata in mare, l'acqua di mare essiccata lascia una crosta bianca di sale. Questi minuscoli cristalli di sale sono estremamente duri. Serrare la rubinetteria con essi presenti è come trascinare lame microscopiche attraverso la gomma, tagliando tacche visibili profonde circa 0,1 mm. Fai scorrere il pollice attorno all'O-ring: se senti punti ruvidi o granulosi, scartalo immediatamente e sostituiscilo.

• Un normale O-ring subacqueo dovrebbe leggere tra 70 e 90 su un durometro Shore.

• Se misura oltre 95, la gomma è diventata fragile come plastica invecchiata al sole.

• L'O-ring #011 sulla connessione dell'erogatore è soggetto a un attrito particolarmente elevato ogni volta che viene installato.

• Se la superficie mostra sfaldamento come squame di pesce, non deve mai essere utilizzata sotto pressione.

Non usare mai un punteruolo metallico affilato per fare leva su un vecchio anello bloccato in una sede. Un graffio profondo solo 0,05 mm nella sede in ottone è sufficiente a rovinare la tenuta. Anche con un O-ring nuovo di zecca installato, l'aria ad alta pressione continuerà a filtrare lentamente lungo quel segno sottile.

Se il contenuto di ossigeno nella bombola supera il 40%, non si deve mai utilizzare un comune O-ring in nitrile nero. Il violento attrito creato quando la rubinetteria viene aperta rapidamente può generare temperature intorno ai 600°C, sufficienti a incendiare e distruggere istantaneamente la gomma comune. Le bombole per miscele iperossigenate sono dotate in fabbrica di tenute in fluoroelastomero marroni o verdi, con durezza 90 Shore per la resistenza al calore.

• La superficie dell'O-ring deve essere assolutamente pulita; anche una fibra vagante o mezza impronta digitale è inaccettabile.

La compressione dell'O-ring all'interno della sede metallica deve rimanere tra il 15% e il 30%.

• L'allungamento manuale non deve superare il 5% del diametro interno originale, altrimenti l'anello si assottiglierà permanentemente.

• Dopo oltre 100 ore di esposizione diretta al sole, la superficie svilupperà rapidamente sottili crepe da invecchiamento.

Il lubrificante non è migliore se applicato abbondantemente. Circa 0,01 grammi spalmati sottilmente sulla superficie fino a ottenere un leggero riflesso è più che sufficiente. Se gocce spesse fuoriescono dai bordi, intrappoleranno la polvere dall'aria. Ciò trasformerà efficacemente il raccordo in un anello di carta vetrata a grana 0,05 mm, che consumerà la rubinetteria ogni volta che si muove.

Manutenzione ordinaria

Dopo essere tornati in coperta, non lasciare mai l'attrezzatura intrisa di sale ad asciugare al sole diretto. Nel Mar Rosso, la salinità raggiunge il 35‰ e, una volta evaporata l'acqua, i cristalli di sale grossolano si incastrano nel minuscolo spazio di 0,03 mm tra il raccordo metallico e la tenuta in gomma. Riempi un secchio capiente con acqua dolce tiepida a 30-40°C e immergi l'intero gruppo bombola e rubinetteria. Lascialo per 15-20 minuti in modo che il calore possa rilassare leggermente la gomma rigida e sciogliere il sale intrappolato negli spazi vuoti.

Il detersivo per piatti e quello per bucato non dovrebbero mai essere usati sulle piccole parti in gomma di una rubinetteria metallica. La maggior parte dei detergenti sgrassanti domestici è alcalina, tipicamente con un pH tra 9 e 11, e quell'acqua alcalina rimuove la pellicola protettiva anti-invecchiamento sulla gomma nitrilica. Usa un piccolo secchio di plastica che contenga 5 litri d'acqua e aggiungi circa 50 ml di bagnoschiuma neutro per bambini. Per una cura migliore, usa una soluzione specifica per la rimozione del calcare dall'attrezzatura subacquea diluita rigorosamente 1:500.

Usa uno spazzolino ultra-morbido con setole più fini di 0,1 mm e lavoralo delicatamente attorno al bordo della sede della rubinetteria con piccoli cerchi. Non colpire mai l'anello nero con una spazzola di nylon rigida. Una volta che la forza supera i 5 N, è facile lasciare piccoli graffi invisibili a occhio nudo. Dopo aver spazzolato, risciacqua sotto acqua corrente purificata per 30 secondi, quindi tampona l'umidità con un panno in microfibra completamente privo di lanugine. L'uso di una pistola termica per asciugare è severamente proibito.

• Conserva l'attrezzatura asciutta in una stanza fresca con umidità relativa inferiore al 60%.

• Non lasciare mai bombole metalliche con tenute in gomma nel bagagliaio di un'auto che può raggiungere i 60°C.

• Tieni due bustine di essiccante al gel di silice da 100 grammi nella scatola di conservazione per assorbire l'umidità.

• Tieni l'attrezzatura ben lontana da locali di stoccaggio caldi contenenti benzina, solventi chimici o prodotti fortemente odorosi.

• Riponila lontano da finestre e luce solare diretta per proteggere la gomma dai danni UV.

Gli O-ring devono essere mantenuti con il lubrificante corretto, e la quantità giusta è così piccola da sembrare quasi avarizia. Usa un punteruolo per prelevare circa 0,02 grammi di grasso al silicone trasparente, circa la metà delle dimensioni di un seme di sesamo, e posizionalo sui polpastrelli del pollice e dell'indice. Strofina le dita finché il grasso non riempie le linee delle impronte digitali, lasciando solo una pellicola ultra-sottile inferiore a 5 micron sulla pelle.

Prendi l'O-ring pulito e perfettamente asciutto e fallo rotolare delicatamente attraverso quella pellicola due o tre volte. Osserva attentamente la superficie. Se mostra solo un leggero riflesso opaco e risulta solo leggermente scivoloso al tatto, fermati lì. Se l'anello è coperto di grasso o una cresta di 1 mm di pasta bianca è fuoriuscita attorno al bordo interno, puliscilo completamente con carta priva di lanugine e ricomincia.

Se la bombola contiene gas arricchito con ossigeno, applicare grasso al silicone comune è come maneggiare un esplosivo. In un ambiente sigillato ad alta pressione a 200 bar e 40% di ossigeno, i composti siliconici possono ossidarsi violentemente e incendiarsi. Acquista un piccolo tubetto da 15 grammi di grasso perfluoropolietere presso un negozio subacqueo e usa il lubrificante più costoso compatibile con l'ossigeno destinato al servizio con ossigeno puro.

• Usa solo un punteruolo per O-ring in plastica dedicato con una durezza di circa 20 Shore per rimuovere le vecchie tenute.

• Non fare mai leva con cacciaviti metallici o punteruoli in acciaio; sono molto più duri della sede in ottone.

• Pizzica leggermente l'O-ring tra pollice e indice in modo che si formi un piccolo anello sollevato sulla superficie.

• Infila un punteruolo di plastica piatta sotto quella sezione sollevata e lavora l'anello lentamente verso l'esterno.

Se la bombola rimarrà inutilizzata per mesi, l'ago del manometro in cima non deve mai essere lasciato sullo “0”. La bombola dovrebbe mantenere almeno 15-20 bar di pressione residua per mantenere la sede della valvola saldamente supportata dall'interno. Senza quella pressione, il cuscinetto della sede in gomma viene spinto verso il basso dalla molla metallica nel tempo e può sviluppare un avvallamento permanente profondo circa 2 mm. Quando la bombola verrà caricata di nuovo l'estate successiva, il raccordo inizierà quasi certamente a fischiare vistosamente.

Invia la bombola una volta all'anno per un'ispezione VIP adeguata. Il tecnico smonterà la rubinetteria metallica in più di una dozzina di parti separate. Ogni O-ring utilizzato, per quanto possa sembrare ancora lucido o morbido, dovrebbe essere tagliato e scartato. Un kit di manutenzione standard contiene almeno quattro nuove tenute di diverse dimensioni, oltre a diverse rondelle bianche in PTFE. Per poco più del prezzo di due caffè, acquisti un intero anno di tranquillità sott'acqua.

Appena prima di entrare in acqua con l'attrezzatura completa, dedica cinque secondi a osservare attentamente l'anello nero sulla connessione del primo stadio. Se il bordo appare sfocato, mostra una piega pallida o riesci a sentire un granello di sabbia da 0,5 mm incastonato con la punta delle dita, chiama immediatamente la cassetta degli attrezzi, apri la valigetta dei ricambi e sostituiscilo con un anello nuovo della stessa dimensione.