La gamma di resistenze elettriche tubolari

Le resistenze elettriche tubolari sono componenti che hanno un ruolo principale nel riscaldamento dei liquidi presenti in scaldabagni aperti, scaldabagni a pressione, bollitori pressurizzati e liberi. È fondamentale, per il corretto funzionamento di questi macchinari, che i materiali utilizzati per la realizzazione delle resistenze rispettino questi tre punti:
Vengano scelti opportunamente, per ovviare già in fase di scelta alle problematiche che possono presentarsi in esercizio.
Siano derivanti da filiere controllate e, quindi, siano qualitativamente ottimi per realizzazione e chimica.
Siano presenti elementi, anche sacrificali, che proteggano il componente dalla criticità principale, ovvero la corrosione.
Una menzione importante va anche fatta per la potenza specifica che non deve superare il valore di 9 W/cm2 per non avere problemi di rumorosità, ma soprattutto per non provocare la dissociazione dei minerali disciolti nel fluido che vanno a creare depositi calcarei che possono essere la causa di problemi di corrosione. Per questo è importante rispettare il limite sopra citato: superarlo significa rendere vana la scelta corretta dei materiali di utilizzo, costituendo uno spreco in termini di soldi e tempo.
 

Le resistenze elettriche tubolari presentano due elementi principali:

 

Tra le problematiche che coinvolgono le resistenze elettriche tubolari, assume un ruolo fondamentale la corrosione, ovvero l’interazione fisico-chimica tra un metallo e l’ambiente ambiente in cui si trova. Tale fenomeno può provocare variazioni delle proprietà del metallo e può alterare le funzionalità sia del metallo e dell’impianto tecnico connesso, sia dell’ambiente in cui avviene.
La corrosione è una problematica molto diffusa e può provocare effetti che vanno dal semplice difetto esterno di natura estetica fino al cedimento completo, con i danni economici che può comportare. Non esiste un’unica modalità con la quale si verifica ma, a seconda delle condizioni che si instaurano, è possibile avere:
- Reazione chimica: alle elevate temperature il metallo reagisce con i gas formando uno strato di ossido.
- Reazione metallofisica: ad esempio la fragilità da idrogeno.
- Reazione elettrochimica: è il tipo più frequente di fenomeno corrosivo.
Per quanto riguarda l’ultima tipologia, si parla in realtà di due reazioni parziali che avvengono contemporaneamente. Da una parte si ha il metallo che si ossida e libera elettroni: questa è chiamata reazione di ossidazione o reazione anodica; dall’altra si ha l’ossigeno che sfrutta elettroni e produce lo ione OH-: è la reazione di riduzione o reazione catodica.
Un altro aspetto che va considerato è che la corrosione può manifestarsi in diversi modi: infatti, può localizzarsi in un’area del componente o essere diffusa su tutta la superficie esposta all’ambiente corrosivo. In alcuni casi è definita anche selettiva in quanto attacca solamente determinate zone con caratteristiche adatte al fenomeno.
 

La guaina, ovvero l’elemento contenitore della resistenza, è un elemento fondamentale per la corretta realizzazione di questi componenti. Le alte temperature, in acqua contenente elevate quantità di minerali, quindi in acque dure, oppure in acque altamente clorurate, creano le condizioni adatte per l’instaurarsi di fenomeni di corrosione. Per ovviare a questo, la scelta ricade in prima battuta sul materiale da utilizzare e, successivamente, risulta necessario intervenire per allungare il più possibile la vita di utilizzo del componente con delle soluzioni alternative. Il materiale di base è il rame, con una purezza prossima al 100% in modo da costituire, già con la scelta iniziale, una barriera alla corrosione. La scelta del rame come elemento costitutivo di questi tubi è da imputare, come detto, alla straordinaria capacità di resistere alla corrosione, ma anche alle sue caratteristiche chimico-fisiche che lo rendono un formidabile conduttore elettrico e termico. Perché è altamente resistente alla corrosione? Perché sulla sua superficie si forma spontaneamente una patina aderente prima di colore bruno e poi di colore verde o verde-azzurro, che lo protegge dalla corrosione. Successivamente possono essere installati anodi sacrificali che si corrodono al posto del rame, solitamente realizzati in magnesio. Si utilizzano anodi di questo elemento perché essendo meno nobile rispetto al rame, tende a consumarsi al suo posto andando in questo modo a proteggere il tubo.  All’interno del tubo, è presente la resistenza, che costituisce l’effettivo elemento riscaldante del componente e la separazione tra questa e il rame esterno è costituita mediante l’introduzione di uno strato di ossido di magnesio.
Il rame, pur essendo uno dei materiali più utilizzati, non è l’unico e si possono usare altre leghe più o meno complesse, per ovviare alle medesime problematiche: stress termici e corrosione. Tra le più utilizzate ci sono sicuramente l’acciaio inox, resistente in maniera efficace alla corrosione, l’inconel, leghe costituite da nichel e cromo che resistono bene all’ossidazione ad alta temperatura e alla corrosione, e altri materiali quali il titanio e l’acciaio al carbonio.

Il raccordo è uno dei due elementi principali delle resistenze. Su di esso vengono fissati i tubi in rame, arrivano le sonde del termostato e si collegano anche altri elementi, quali gli anodi sacrificali in magnesio. Il tipo di attacco può essere di vario tipo: può essere filettato e detto “tappo”, oppure può essere liscio e realizzato mediante una flangia. Il materiale solitamente utilizzato per la realizzazione di questo elemento è l’ottone, con aggiunta di elementi in lega quali:

Sono presenti inoltre anche delle guarnizioni di diverso tipo, realizzate in EPDM, un tipo di gomma caratteristica delle applicazioni di isolamento termico.

L’azienda Gnali Bocia presenta una vasta gamma di resistenze elettriche tubolari all’interno del suo catalogo, e si occupa anche della produzione dei pezzi di ricambio degli elementi costituenti tali componenti. Infatti, essendo specializzata nella produzione di ottone (si usa in particolare l’ottone CW617N), permette di ottenere raccordi di vario tipo: raccordi filettati, realizzati con una filettatura ISO 228/1 M 1”1/4 GAS, oppure raccordi flangiati o con attacco Aniston. La qualità eccezionale dal punto di vista del materiale scelto rappresenta uno dei punti di forza dell’azienda, che si affida solamente a fornitori certificati che garantiscano un livello di qualità adatto per le prestazioni richieste. Ogni articolo viene controllato prima della messa in commercio e, mediante il rispetto della normativa ISO 9001, il processo produttivo risulta controllato e ripetibile.
 

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